大客车骨架结构静动态特性分析

车身是客车的基体和主要承载部件,其结构性能的好坏直接关系到车身的寿命和整车性能。大力发展我国客车工业的关键就在于发展车身技术。将有限元技术应用于客车车身的结构分析,提出改进意见,使结构能够满足强度和刚度要求,已经成为车身设计的重要组成部分。随着计算机及其技术的发展,各种大型有限元软件,如ANSYS、NASTRAN、PARTRAN等纷纷推出,有限元技术广泛被应用于车身结构的静动态特性分析和模态分析等领域。实践证明,利用有限元法对客车车身骨架结构进行分析是有效的,可进行静动态分析,并对结构的承载特性和振动特性进行评价,充分认识其强度和固有振型,了解车身可能会有的应力和变形情况。有限元法在汽车领域的应用已经显示出其优点,与传统的设计方法不同,它不需要先制造样车,是一种高效低耗的分析方法,可用于汽车的设计、制造和改进过程中的结构强度的分析。 本文作者以某型国产客车为例,在二维工程图纸的基础上,首先利用ANSYS软件建立了全车骨架结构的几何模型。然后利用梁单元,建立了供强度计算的有限元模型并进行了简化。在有限元模型的建立过程中,不但考虑了边界条件的处理与简化,还考虑了骨架结构以及作用在其上的载荷的处理方法。结合客车在实际运行中出现的四种典型工况,如直线匀速行驶,路面高低不平出现单轮瞬间悬空,紧急制动及急速转弯等工况,详尽地进行了车身骨架结构的强度计算。然后计算了客车骨架的自由振动模态,研究了如何使用ANSYS软件进行客车车身结构的模态分析,获得了车身的固有频率及相应的振型:计算结果表明,文中建立的有限元模型是合理的,分析是正确的,所得结果可直接用于指导客车设计的改进和性能评价。