客車骨架的案例
客車車身骨架有限元分析
1、客車骨架四種典型工況強(qiáng)度分析：
模型建立：
建模過程中將整體骨架劃分為7個部分：前圍、后圍、左側(cè)圍、右側(cè)圍、車內(nèi)扶手、頂棚和車架，如圖2所示。通過模塊的劃分，一方面可以增加協(xié)作性，項目組每個成員劃分一個部分的網(wǎng)格，然后整體連接；另一方面可以減少模型連接的錯誤，在每個劃分的總成里面獨立檢查模型，然后整體檢查模型的連接。
焊縫處理：
有限元模型中，縫焊的模擬主要采用兩種方式：一種是節(jié)點共用，這種方式的精度很高，但是建模效率較低；另一種是采用剛性梁單元在縫焊位置連接相應(yīng)的單元節(jié)點來模擬實際的焊接，這種連接方式不必要求節(jié)點嚴(yán)格對齊，可大大提高效率。本文主要采用共用節(jié)點的方式，對于部分接頭，共用節(jié)點比較困難，則采用剛性連接。
邊界條件及工況
本分析主要研究四種典型工況下的強(qiáng)度，工況描述如圖4所示[10~11]。圖中a、b、c、d四點表示四個板簧中心點位置，通過約束這四個點來組合模擬各種工況。表1描述了四種工況，其中g(shù)表示重力加速度，約束的數(shù)字表明的是該位置的自由度方向，“1、2、3”分別表示X，Y，Z三個自由度方向，“-”表示該位置無載荷或者無約束。
展開 客車骨架結(jié)構(gòu)優(yōu)化
載荷施加模擬客車真實載荷情況，主要考慮空調(diào)，換氣機(jī)，五個電池包，乘客載荷以及其它，載荷以壓力和集中載荷的形式施加，其中集中載荷施加位置需要創(chuàng)建多點RBE2單元分散集中載荷，壓力通過Analysis-pressures創(chuàng)建。
四 模態(tài)分析
車身骨架的振動特性與車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、乘坐舒適性等性能有直接聯(lián)系，振動特性與車身運行時的模態(tài)頻率息息相關(guān)，同時，模態(tài)分析也是下一步分析說必須要的過程。
對車架在實際使用工況下模擬其約束模態(tài)能分析其動態(tài)相應(yīng)情況，自由模態(tài)雖然能反映車架固有屬性，但在實際使用環(huán)境中并不具有實際參考意義。
約束模態(tài)分析最重要的兩點就是創(chuàng)建合適的約束以及正確設(shè)置加載步，為得到客車實際工況極限彎曲、扭轉(zhuǎn)、兩種工況下的車架模態(tài)頻率，有如下兩種約束以及相應(yīng)的前六階頻率及其振型圖。
展開 基于optistruct客車車身骨架模態(tài)分析 ￥65
本案例是基于optistruct對某客車車身骨架進(jìn)行模態(tài)分析。
前10階模態(tài)頻率及陣型結(jié)果動畫
前10階模態(tài)頻率結(jié)果如下：
本案例含模型文件及結(jié)果文件，凡購買本案例的朋友針對本案例的分析有什疑問均可與我交流。
純電動客車骨架結(jié)構(gòu)優(yōu)化（模態(tài)分析、極限工況分析、靜力分析、拓?fù)鋬?yōu)化）
載荷施加模擬客車真實載荷情況，主要考慮空調(diào)，換氣機(jī)，五個電池包，乘客載荷以及其它，載荷以壓力和集中載荷的形式施加，其中集中載荷施加位置需要創(chuàng)建多點RBE2單元分散集中載荷，壓力通過Analysis-pressures創(chuàng)建。
四 模態(tài)分析
車身骨架的振動特性與車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、乘坐舒適性等性能有直接聯(lián)系，振動特性與車身運行時的模態(tài)頻率息息相關(guān)，同時，模態(tài)分析也是下一步分析說必須要的過程。
對車架在實際使用工況下模擬其約束模態(tài)能分析其動態(tài)相應(yīng)情況，自由模態(tài)雖然能反映車架固有屬性，但在實際使用環(huán)境中并不具有實際參考意義。
約束模態(tài)分析最重要的兩點就是創(chuàng)建合適的約束以及正確設(shè)置加載步，為得到客車實際工況極限彎曲、扭轉(zhuǎn)、兩種工況下的車架模態(tài)頻率，有如下兩種約束以及相應(yīng)的前六階頻率及其振型圖。
展開 
客車骨架典型強(qiáng)度分析
載荷與邊界條件
由于路面不平度的作用，汽車需要模擬兩前輪之一懸空時，車身骨架靜態(tài)極限扭轉(zhuǎn)時承受的應(yīng)力分布情況，這種情況下車身骨架的載荷同滿載水平彎曲工況一樣。
邊界條件為:約束左(右)前輪裝配位置處節(jié)點的三個平動自由度UX, UY, UZ，釋放三個轉(zhuǎn)動自由度ROTX, ROTY, ROTZ;釋放右(左)前輪裝配位置處節(jié)點的所有自由度;約束后輪裝配位置處節(jié)點的垂直方向自由度UZ，釋放其它所有自由度。
車輪懸空扭轉(zhuǎn)工況
(3)緊急轉(zhuǎn)彎工況
實踐表明，除了上述兩種主要載荷的作用外，客車車身骨架上還將承受其它的一些載荷。例如:客車加速或制動時會導(dǎo)致底架前、后部載荷的重新分配;客車緊急轉(zhuǎn)彎時，慣性力將使骨架受到側(cè)向力的作用。本工況模擬客車在行駛中緊急(左)右轉(zhuǎn)彎時的載荷情況，客車車身除了承受自身重力及車載質(zhì)量的重力作用外，還受到由于轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生的側(cè)向力作用，計算時假定側(cè)向加速度為0.4g
載荷與邊界條件
汽車滿載發(fā)生轉(zhuǎn)彎時，車身骨架將受到離心力作用而產(chǎn)生側(cè)向載荷。由于離心加速度的大小由轉(zhuǎn)彎半徑以及行駛車速兩個參數(shù)決定，作為近似計算，本文通過在橫向(y軸正方向)施加一個側(cè)向加速度0.4g來模擬緊急右轉(zhuǎn)彎工況下載荷情況。此外，離心力的大小還受到車載質(zhì)量的影響。該工況下，需要假設(shè)后軸在完全側(cè)滑的極限狀態(tài)下完成。邊界條件:約束右前輪裝配位置處節(jié)點的三個平動自由度UX, UY, UZ;約束左前輪裝配位置處節(jié)點的垂直方向自由度UZ、縱向自由度UX;約束后輪裝配位置處節(jié)點的垂直方向自由度UZ
(4)緊急制動工況
本工況將模擬客車在行駛中緊急制動時的載荷情況，客車車身除承受乘客及車輛重力作用外，還要受到縱向制動慣性力的作用。
展開 客車車身骨架側(cè)翻仿真分析資料匯整
客車有限元模型
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CAE仿真對公交客車的強(qiáng)度分析與優(yōu)化
公交客車是我國城鎮(zhèn)居民最主要的交通工具。隨著城市的發(fā)展，城市人口數(shù)量大幅增長，市民活動范圍也大幅擴(kuò)大，這對城市公交客車提出了更高的要求和需求。為了滿足這種逐漸增長的需求，某汽車集團(tuán)研發(fā)了一款低地板一級踏步8米公交客車。
該客車車架采用的是三段式結(jié)構(gòu)，即分為前駕駛區(qū)域、中部乘客聚集區(qū)域以及后部發(fā)動機(jī)區(qū)域。車身骨架主要由型鋼搭接焊接而成。在設(shè)計之初，試驗樣車尚未定型，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計是否滿足強(qiáng)度要求無法掌握，因此有必要借助有限元分析技術(shù)，通過仿真分析四種典型工況下的車身骨架和車架的強(qiáng)度，找出應(yīng)力集中的區(qū)域，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，降低結(jié)構(gòu)應(yīng)力，以達(dá)到設(shè)計要求。同時可以大大減少研發(fā)成本，提高設(shè)計效率。
車架結(jié)構(gòu)示意圖
建立有限元模型
整個客車骨架的有限元模型，在HyperMesh中創(chuàng)建，強(qiáng)度計算通過OptiStruct實現(xiàn)，結(jié)果在HyperView中處理。
用殼單元劃分網(wǎng)格，單元基本尺寸為10mm左右，整個骨架共劃分722232個單元，751928個節(jié)點，其中四邊形單元717767個，三角形單元4465個，三角形單元占總單元比例為0.6%。
建模過程中將整體骨架劃分為7個部分：前圍、后圍、左側(cè)圍、右側(cè)圍、車內(nèi)扶手、頂棚和車架。通過模塊的劃分，一方面可以增加協(xié)作性，項目組每個成員劃分一個部分的網(wǎng)格，然后整體連接；另一方面可以減少模型連接的錯誤，在每個劃分的總成里面獨立檢查模型，然后整體檢查模型的連接。
建模過程總成劃分圖
有限元模型中，縫焊的模擬主要采用兩種方式：一種是節(jié)點共用，這種方式的精度很高，但是建模效率較低；另一種是采用剛性梁單元在縫焊位置連接相應(yīng)的單元節(jié)點來模擬實際的焊接，這種連接方式不必要求節(jié)點嚴(yán)格對齊，可大大提高效率。
展開 『分享』ansys 工程分析實例
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展開 【8月22日項目懸賞】
【單號5652】
預(yù)算范圍：3000
使用軟件： hyperworks
需求描述：提供一份仿真報告，仿寫另一份客車骨架輕量化CAE報告，hyperworks。
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【單號5609】
預(yù)算范圍：9000
使用軟件：sysweld
需求描述：三天企業(yè)基礎(chǔ)使用培訓(xùn)+答疑，（每天5-6小時左右）地點上海，自帶筆記本和軟件，投影培訓(xùn)。模塊如下圖，時間7月的周一到周五都可。
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【單號5607】
預(yù)算范圍：3000
使用軟件：Linux+NX10.0
需求描述：在Linux系統(tǒng)（紅帽6.8）下安裝NX10.0，license服務(wù)安裝在紅帽6.5，并調(diào)試運行。
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【單號5626】
預(yù)算范圍：1000
使用軟件：pkpm
需求描述：設(shè)計一幢帶V型偏心支撐的高層鋼框架寫字樓 只需要出一張平面圖，一張立面圖，必須設(shè)計合理 人在成都
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【單號5631】
預(yù)算范圍：3000
使用軟件：Abaqus
需求描述：寫一個umat，關(guān)于混凝土疲勞和加速計算的，這邊有篇中文文獻(xiàn)，其實就是實現(xiàn)里面的1和2。感興趣者可以和我聯(lián)系~
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【單號5633】
預(yù)算范圍：1000-5000
使用軟件：lammps
需求描述：利用分子動力學(xué)分別計算PMMA,無定形二氧化鈦，α-氰基丙烯酸酯三種材料的彈性模量。
展開 車架總成后橫梁應(yīng)力測試
2.引用標(biāo)準(zhǔn)
GBT 6792-2009 客車骨架應(yīng)力和形變測量方法
GB T 12534-90汽車道路試驗方法通則
3.試驗條件及試驗車輛的準(zhǔn)備
3.1試驗場地與環(huán)境
a. 試驗用車架總成按設(shè)計圖紙按1：1比例制造；
b. 試驗場地為室內(nèi)，常溫。
3.2 試驗儀表、器具
a. 電阻應(yīng)變儀，測量范圍0~30000me，分辨率1me；
b. 數(shù)據(jù)采集器，A/D 轉(zhuǎn)換率200kHz；A/D分辨率16位；
c. 電阻應(yīng)變花，阻值120ù；屏蔽電纜
d. 鋼尺，卡尺，秒表。
3.3 其他車輛試驗條件的準(zhǔn)備應(yīng)符合GB/T 12534 的有關(guān)規(guī)定。
4.應(yīng)力測量方法
4.1 確定測點布置方案
選擇車架后橫梁總成車鉤孔位置附近、后橫梁總成的內(nèi)、外沿平整處。按結(jié)構(gòu)受力情況，根據(jù)有限元分析結(jié)果，確定最大應(yīng)變出現(xiàn)的區(qū)域，各測點均采用電阻應(yīng)變花。
4.2 確定應(yīng)變片柵長與種類
根據(jù)應(yīng)力分布梯度，選擇合適的應(yīng)變片柵長與種類。
4.3 應(yīng)變片粘貼與引線焊接
對測量區(qū)域進(jìn)行清洗后，用手砂輪或砂紙打磨表面，去掉鐵銹、油漆和污垢，達(dá)到左右，按布置方案用記號筆畫出標(biāo)記線，用四位惠斯頓電橋測量各應(yīng)變片的電阻值，要求其偏差在±0.5歐姆以內(nèi)，然后用膠水進(jìn)行粘貼。
粘貼完畢后，焊接應(yīng)變片引線。焊接之前應(yīng)在靠近應(yīng)變片位置處粘貼接線端子，焊接引線時要注意與基體的絕緣，引出電纜要注意屏蔽。焊接完成后要對應(yīng)變片、接線端子一起采用密封膠做防潮和絕緣處理。
4.4 應(yīng)變儀的連接與調(diào)平
應(yīng)變花的每個應(yīng)變片采用單臂方式接入電阻應(yīng)變儀，每一支路都單獨調(diào)平，注意接入與所用應(yīng)變花相同阻值的溫度補償電阻。
5.車架裝卡與載荷施加
車架裝卡利用試驗場地提供的設(shè)備，安裝方法依照使用說明書進(jìn)行。
載荷施加在牽引鉤上，最大載荷30噸。
6.試驗程序
a.
展開 拓?fù)鋬?yōu)化動力電池輕量化箱體設(shè)計
電動客車動力電池的裝配容量與整車輕量化的關(guān)系[J].《客車技術(shù)與研究》,2012(4):23-25
[2]武萬斌,年雪山. 汽車輕量化技術(shù)發(fā)展趨勢 [J]. 《汽車工程師》, 2017(1):15-17
[3]王登峰,毛愛華,牛妍妍,魏建華,等 基于拓?fù)鋬?yōu)化的純電動大客車車身骨架輕量化多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計[J]. 《中國公路學(xué)報》, 2017.30(2):136-143
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作者： 雨果cae
來源新能源車振動與安全
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論文
張勝蘭_基于HyperWorks的車門外把手的拓?fù)鋬?yōu)化.pdf
鄭冬黎_客車的車身骨架拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計.pdf
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hypermesh、ls-dyna前碰撞穿透問題
我用hypermesh前處理ls-ayna后處理做客車模擬試驗（擺錘試驗）時擺錘和客車前圍發(fā)生穿透，怎么解決啊？就是在焊點的位置出現(xiàn)了剛性擺錘被客車前圍骨架穿透的現(xiàn)象，希望大俠們解決，感激不盡
[4]劉明輝.大客車骨架結(jié)構(gòu)靜動態(tài)特性分析[D].大連:大連理工大學(xué),2005.
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USA
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