有限元分析的某客车车身的优化设计(附件)【字数：12252】
摘 要 由于科学技术相比从前有了明显的进步，许多计算机仿真软件便有了很大的发展空间。在车辆研发的过程中，电脑仿真软件运用的也越来越多。通过有限元软件可以使得设计的时间大大缩短。能否设计出好的车身对客车制造企业来说是非常关键的。车身是客车上十分关键的承受载重的部件。由于客车在行驶过程中承受的各种冲击都是发生在客车车身上，所以车身设计的好坏影响着整个车辆的行驶平顺性，操纵稳定性，安全性，乘坐舒适性等性能[1]。此论文按照NJL6800型号的客车的行驶性能状况和整车的布局情况来研究如何设计出最合理的车身，先运用三维绘图软件UG来画出NJL6800型客车的车身三维图。再利用ANSYS分析软件来对该客车在使用过程中碰到的最为常见的工况下的受力状况进行分析，这些工况包括极限扭转工况、水平弯曲工况、紧急制动工况、紧急转弯工况，分别对这些工况下的客车车身进行有限元仿真分析。研究所对应的各种静载荷和动载荷以及关键节点处的约束施加办法，对车身的强度和刚度进行分析。并在这种情况下进行较周全的不受限制的振动模态分析[2]。根据最终得到的结果来改善设计出的客车车身，并且绘制出车身零件图。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景和意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.2.1国外研究现状 2
1.2.2国内研究现状 2
1.3本课题研究的主要内容 3
第二章 有限元概论 4
2.1有限元发展历程和趋势 4
2.2有限元基本思想和含义 4
2.2.1有限元一般过程 4
2.2.2建立有限元模型的过程 4
2.3ANSYS软件简介 5
2.3.1ANSYS的发展概述 5
2.3.2ANSYS的主要特点 5
2.4车身结构简介 5
2.5模型简化和有限元模型建立 6
2.5.1模型简化 6
2.5.2车身有限元模型的建立 7
2.5.3材料参数的选择 7
2.5.4模型的网格化分 8
第三章 车身结构有限元分析 9
3.1载荷工况分析 9
3 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
.1.1客车车身载荷分析 9
3.1.2客车工况分析 9
3.2水平弯曲工况 10
3.2.1施加载荷 10
3.2.2计算结果以及分析 11
3.3紧急扭转工况 11
3.3.1载荷的施加 11
3.3.2计算结果以及分析 12
3.4紧急转弯工况 13
3.4.1载荷的施加 13
3.4.2计算结果以及分析 13
3.5紧急制动工况 14
3.5.1载荷的施加 14
3.5.2计算结果以及分析 15
第四章 车身结构模态计算及分析结果 16
4.1模态分析的基本思想 16
4.2模态分析的方法和步骤 16
4.3模态计算结果及分析 16
第五章 客车车身优化 20
5.1水平弯曲工况优化 20
5.2极限扭转工况优化 21
5.3紧急转弯工况优化 21
5.4紧急制动工况优化 22
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
绪论
1.1课题研究背景和意义
现在人们对于外出的方便性与舒适性的要求伴随着社会的发展越来越高，这使得车辆变成了人们外出不可缺少的选择。对于客车来说在行驶过程中车身承受来自道路与轮胎的相互作用力和装配在车身上的许多部件之间的内力，所以客车车身的好坏对整个客车的使用性能影响非常大。而且设计出好的车身还能提高整车的安全性能，现在人们越来越重视行驶等的安全性。研发客车的单位对于客车的外形设计非常在意，尤其是车身的设计，客车车身能够承受外界冲击能力的高低是客车制造企业尤其注重的。另外车身还要尽可能的减少前期设计过程中的开支、不影响动力的情况下耗费更少的燃油并且还能使动力性得到增强。
虽然车辆给我们的生活带来了很多的好处，使我们的出行更加方便、舒适，但是同时也给我们的生活带来了很多不好的影响，尤其是对环境方面，车辆排出来的废气严重污染了我们生活的空间。所以现在车辆的研究和开发都遵循着长久发展的理念，不仅仅看到现在而是考虑到以后。车辆设计的重点慢慢体现在减轻对环境的污染，降低能源的消耗，降低噪声方面。现如今我们正处于资源缺乏且不可再生，总有用完一天的危机。汽车产生的废气严重污染着我们日常生活的空间，汽车发出的噪声也严重影响了我们的生活质量。现在车辆制造商正面临着必须要解决的关键问题就是要降低客车整车质量、燃油的消耗及尾气的产生。现在车辆设计师在研究和设计车辆的过程中，为了在静态和动态的情况下都可以模拟出汽车的状况，会运用到相关的电脑分析软件来为车辆的优化设计提供根据。在今后对车体的系列强度计算应该以满足能够抵抗一定的抗破坏和变形为前提条件，对车身整体规范化研制，以达到车身减轻质量这一目标，这对改善汽车整体的格局有很重要的作用。同时，要减少客车生产企业研发车体的时间，使得材料运用更加的科学，就要运用到电脑来对车体的所有部位进行强度和刚度的分析，通过这个来改善之前设计出的数据，也为后面设计出更加科学合理的、更加环保的新型客车奠定坚实的基础。
由于现在道路的快速发展和人民生活质量的越来越高，人们越来越会享受生活，出去旅游的人数和次数也逐渐增多，这就给交通带来了很大的压力，客车数量的增多成了社会发展中必要的过程。而且现在也提倡多坐公交少开车的观念，所以客车是顺应时代的进步而发展的。客车的发展主要体现在这几个方面：首先是在城市行驶的客车，这种类型的客车主要是载客多、环保性好、启动也快；第二种是用来运输货物的客车，要求该类型的客车性价比要高而且要有投资回报；第三种是旅游专用车，这类型的客车能够满足想要出去旅游的人的很多需求，该类型的客车具有高速度、舒适性强的特点；还有一种类型的客车是微型客车，这种类型的客车既能用来装载货物还能载客。目前，我国的客车底盘设计的还不具有专业性，还是通过货车底盘改装而成，这对客车的安全性是一个潜在的威胁，同时客车的舒适性还得不到保证。随着我国社会发展得越来越快，市场对安全性高、速度更快、舒适性更高、设备更齐全的客车的需求也越来越多。现在我国科技水平发展的很快，客车的发展也更加的专业化、系统化，研发出来的客车也更加符合市场的需求。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景和意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.2.1国外研究现状 2
1.2.2国内研究现状 2
1.3本课题研究的主要内容 3
第二章 有限元概论 4
2.1有限元发展历程和趋势 4
2.2有限元基本思想和含义 4
2.2.1有限元一般过程 4
2.2.2建立有限元模型的过程 4
2.3ANSYS软件简介 5
2.3.1ANSYS的发展概述 5
2.3.2ANSYS的主要特点 5
2.4车身结构简介 5
2.5模型简化和有限元模型建立 6
2.5.1模型简化 6
2.5.2车身有限元模型的建立 7
2.5.3材料参数的选择 7
2.5.4模型的网格化分 8
第三章 车身结构有限元分析 9
3.1载荷工况分析 9
3 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
.1.1客车车身载荷分析 9
3.1.2客车工况分析 9
3.2水平弯曲工况 10
3.2.1施加载荷 10
3.2.2计算结果以及分析 11
3.3紧急扭转工况 11
3.3.1载荷的施加 11
3.3.2计算结果以及分析 12
3.4紧急转弯工况 13
3.4.1载荷的施加 13
3.4.2计算结果以及分析 13
3.5紧急制动工况 14
3.5.1载荷的施加 14
3.5.2计算结果以及分析 15
第四章 车身结构模态计算及分析结果 16
4.1模态分析的基本思想 16
4.2模态分析的方法和步骤 16
4.3模态计算结果及分析 16
第五章 客车车身优化 20
5.1水平弯曲工况优化 20
5.2极限扭转工况优化 21
5.3紧急转弯工况优化 21
5.4紧急制动工况优化 22
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
绪论
1.1课题研究背景和意义
现在人们对于外出的方便性与舒适性的要求伴随着社会的发展越来越高，这使得车辆变成了人们外出不可缺少的选择。对于客车来说在行驶过程中车身承受来自道路与轮胎的相互作用力和装配在车身上的许多部件之间的内力，所以客车车身的好坏对整个客车的使用性能影响非常大。而且设计出好的车身还能提高整车的安全性能，现在人们越来越重视行驶等的安全性。研发客车的单位对于客车的外形设计非常在意，尤其是车身的设计，客车车身能够承受外界冲击能力的高低是客车制造企业尤其注重的。另外车身还要尽可能的减少前期设计过程中的开支、不影响动力的情况下耗费更少的燃油并且还能使动力性得到增强。
虽然车辆给我们的生活带来了很多的好处，使我们的出行更加方便、舒适，但是同时也给我们的生活带来了很多不好的影响，尤其是对环境方面，车辆排出来的废气严重污染了我们生活的空间。所以现在车辆的研究和开发都遵循着长久发展的理念，不仅仅看到现在而是考虑到以后。车辆设计的重点慢慢体现在减轻对环境的污染，降低能源的消耗，降低噪声方面。现如今我们正处于资源缺乏且不可再生，总有用完一天的危机。汽车产生的废气严重污染着我们日常生活的空间，汽车发出的噪声也严重影响了我们的生活质量。现在车辆制造商正面临着必须要解决的关键问题就是要降低客车整车质量、燃油的消耗及尾气的产生。现在车辆设计师在研究和设计车辆的过程中，为了在静态和动态的情况下都可以模拟出汽车的状况，会运用到相关的电脑分析软件来为车辆的优化设计提供根据。在今后对车体的系列强度计算应该以满足能够抵抗一定的抗破坏和变形为前提条件，对车身整体规范化研制，以达到车身减轻质量这一目标，这对改善汽车整体的格局有很重要的作用。同时，要减少客车生产企业研发车体的时间，使得材料运用更加的科学，就要运用到电脑来对车体的所有部位进行强度和刚度的分析，通过这个来改善之前设计出的数据，也为后面设计出更加科学合理的、更加环保的新型客车奠定坚实的基础。
由于现在道路的快速发展和人民生活质量的越来越高，人们越来越会享受生活，出去旅游的人数和次数也逐渐增多，这就给交通带来了很大的压力，客车数量的增多成了社会发展中必要的过程。而且现在也提倡多坐公交少开车的观念，所以客车是顺应时代的进步而发展的。客车的发展主要体现在这几个方面：首先是在城市行驶的客车，这种类型的客车主要是载客多、环保性好、启动也快；第二种是用来运输货物的客车，要求该类型的客车性价比要高而且要有投资回报；第三种是旅游专用车，这类型的客车能够满足想要出去旅游的人的很多需求，该类型的客车具有高速度、舒适性强的特点；还有一种类型的客车是微型客车，这种类型的客车既能用来装载货物还能载客。目前，我国的客车底盘设计的还不具有专业性，还是通过货车底盘改装而成，这对客车的安全性是一个潜在的威胁，同时客车的舒适性还得不到保证。随着我国社会发展得越来越快，市场对安全性高、速度更快、舒适性更高、设备更齐全的客车的需求也越来越多。现在我国科技水平发展的很快，客车的发展也更加的专业化、系统化，研发出来的客车也更加符合市场的需求。
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