本文關(guān)鍵詞：基于側(cè)翻安全的10米級(jí)公路客車車身設(shè)計(jì)與優(yōu)化

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【摘要】：客車側(cè)翻安全是客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中很重要的研究部分,GB17578-2013中規(guī)定“在每個(gè)裝有成員約束裝置的座椅上加載,加載質(zhì)量為每個(gè)成員質(zhì)量的50%”已于2015年7月1日正式實(shí)施,這對(duì)客車側(cè)翻提出了更加嚴(yán)格的要求。以往在設(shè)計(jì)客車車身結(jié)構(gòu)時(shí),若結(jié)構(gòu)不滿足強(qiáng)度、剛度要求,往往就在薄弱的部分加強(qiáng)結(jié)構(gòu),使整車能夠通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)要求,并沒有系統(tǒng)研究哪些因素是影響客車側(cè)翻的關(guān)鍵因素。這樣做不但對(duì)客車車身輕量化造成不利影響,還會(huì)給整車工藝性等其他方面帶來問題。本文在設(shè)計(jì)某10米級(jí)公路客車車身結(jié)構(gòu)時(shí),通過有限元分析手段優(yōu)化車身結(jié)構(gòu),旨在總結(jié)影響客車車身結(jié)構(gòu)側(cè)翻安全的關(guān)鍵因素,掌握客車側(cè)翻性能設(shè)計(jì)規(guī)律及典型結(jié)構(gòu),為未來客車產(chǎn)品提供技術(shù)支持和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。本課題針對(duì)華東地區(qū)中高檔市場(chǎng)開發(fā)的一款全新10米級(jí)公路客車展開研究。初步確定車身結(jié)構(gòu)方案為車體采用7道封閉環(huán)組成車身骨架結(jié)構(gòu),其中4道為完整封閉環(huán),與前圍和后圍連接的封閉環(huán)采用雙封閉環(huán)結(jié)構(gòu),封閉環(huán)矩管采用Q345材料。建立整車有限元模型,經(jīng)過有限元分析,封閉環(huán)側(cè)圍立柱已侵入到生存空間,根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)對(duì)此結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),使其滿足法規(guī)要求,保證課題進(jìn)度。雖然改進(jìn)結(jié)構(gòu)可以滿足側(cè)翻法規(guī),但其并不是最優(yōu)方案,不滿足輕量化的需求。通過對(duì)比以往的客車側(cè)翻試驗(yàn)可知,封閉環(huán)是影響客車側(cè)翻性能的重要結(jié)構(gòu),因此,本文將從封閉環(huán)結(jié)構(gòu)特性方面展開研究,總結(jié)其對(duì)客車結(jié)構(gòu)側(cè)翻安全的影響規(guī)律。首先,本文基于矩管彎矩轉(zhuǎn)角和整車側(cè)翻仿真方法研究矩管截面尺寸和材料對(duì)客車側(cè)翻性能影響規(guī)律,并確定10米級(jí)公路客車側(cè)圍立柱最優(yōu)的矩管截面尺寸和材料。然后,針對(duì)封閉環(huán)側(cè)圍立柱下部結(jié)構(gòu)側(cè)翻變形特點(diǎn),提出了兩種結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案,并通過整車側(cè)翻仿真驗(yàn)證兩種方案有效性,分析了兩種方案優(yōu)缺點(diǎn),確定最優(yōu)側(cè)圍立柱下部結(jié)構(gòu)方案。同時(shí)本文探討了客車封閉環(huán)完整性和布置數(shù)量對(duì)側(cè)翻性能的影響規(guī)律,結(jié)果表明:合理的設(shè)計(jì)側(cè)圍立柱下部結(jié)構(gòu),可以保證不完整封閉環(huán)結(jié)構(gòu)達(dá)到完整封閉環(huán)結(jié)構(gòu)側(cè)翻性能;前、后圍龍門口處采用雙封閉環(huán)結(jié)構(gòu),整車側(cè)翻能力大大提升;10米級(jí)公路客車采用6道封閉環(huán)結(jié)構(gòu)可以滿足側(cè)翻法規(guī)要求。最后,將封閉環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)客車側(cè)翻安全的影響規(guī)律應(yīng)用到10米級(jí)公路客車中,并通過整車側(cè)翻、極限強(qiáng)度和剛度仿真驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)構(gòu)的有效性。同時(shí)為了滿足未來法規(guī)更高的要求,提出了高強(qiáng)度鋼材料方案,并通過側(cè)翻仿真驗(yàn)證了該方案的有效性。
【關(guān)鍵詞】：客車 側(cè)翻安全性 車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.82
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題的研究背景與意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容13-16
• 第2章 原客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及改進(jìn)16-34
• 2.1 側(cè)翻試驗(yàn)方法介紹16-18
• 2.2 原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案介紹18-20
• 2.3 原結(jié)構(gòu)側(cè)翻仿真模型的建立及結(jié)果分析20-25
• 2.3.1 側(cè)翻仿真模型的建立20-23
• 2.3.2 側(cè)翻仿真結(jié)果分析23-25
• 2.4 原結(jié)構(gòu)側(cè)翻性能改進(jìn)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證25-27
• 2.5 原結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)剛度分析27-32
• 2.5.1 極限強(qiáng)度分析27-31
• 2.5.2 扭轉(zhuǎn)剛度分析31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-34
• 第3章 基于側(cè)翻安全的客車車身封閉環(huán)結(jié)構(gòu)特性研究34-48
• 3.1 封閉環(huán)焊接矩管截面尺寸研究34-37
• 3.2 封閉環(huán)焊接矩管的材料研究37-39
• 3.3 封閉環(huán)側(cè)圍立柱下部結(jié)構(gòu)研究39-41
• 3.4 封閉環(huán)完整性研究41-43
• 3.5 封閉環(huán)布置數(shù)量研究43-46
• 3.5.1 雙封閉環(huán)結(jié)構(gòu)研究44-45
• 3.5.2 封閉環(huán)數(shù)量研究45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-48
• 第4章 基于封閉環(huán)側(cè)翻特性的客車車身優(yōu)化設(shè)計(jì)48-56
• 4.1 客車車身封閉環(huán)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)48-49
• 4.1.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)有限元模型的建立48-49
• 4.1.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果分析49
• 4.2 未來側(cè)翻法規(guī)應(yīng)對(duì)措施49-51
• 4.3 優(yōu)化結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)剛度分析51-54
• 4.3.1 極限強(qiáng)度分析51-53
• 4.3.2 扭轉(zhuǎn)剛度分析53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第5章 全文總結(jié)56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 作者簡(jiǎn)介及科研成果62-64
• 致謝64

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本文編號(hào)：535748