某型客车车身骨架的侧翻分析与研究

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近年来,客车侧翻事故频繁发生,客车的侧翻碰撞安全性和车身结构强度越来越引起人们的重视,为了规范对客车侧翻机理进行的深入研究,国内外先后颁布了各种关于客车结构和试验的安全性法规,其中以ECER66法规和FMVSS法规为代表,得到了世界各国的认可。我国也在ECER66法规的基础上推出了GB/T17578-1998,并按照法规要求严格进行客车的结构安全验证。文章以某型客车为研究对象,按照ECER66法规的要求,使用Hypermesh进行客车的有限元建模,利用显式动力分析软件LS-DYNA对客车有限元模型进行侧翻碰撞的仿真计算。通过分析仿真结果,提出了一系列结构改进措施,并分别对每种措施进行了仿真验证。在验证改进措施合理性的同时,对客车骨架的结构进行了改进设计,并再次进行仿真计算,通过比较前后计算结果,证明以上改进措施可以满足客车侧翻碰撞安全性的要求。文章主要进行了以下方面的工作:(1)查阅客车侧翻资料。通过大量分析国内客车交通事故特性,提出客车侧翻安全性研究的必要性和紧迫性,同时对客车侧翻研究的内容和方法作了详细介绍。(2)介绍客车的侧翻仿真理论。客车的侧翻涉及到大量的试验要求,对变形过程、控制方程和力学模型、单元积分和沙漏控制、时间积分和步长控制等作了详细介绍。(3)建模和侧翻碰撞仿真分析。严格按照有限元建模方法对整车骨架、翻转平台和生存空间进行建模;计算客车的重心位置和理论侧翻角;设置碰撞过程中的接触形式、载荷和约束、步长和沙漏、碰撞加速度等一系列参数;分析仿真后的车身变形、能量变化、加速度曲线和乘员生存空间等。(4)比较改进。验证改进措施的合理性,适当改进客车的骨架结构模型,再次进行仿真对比分析,满足客车侧翻结构安全性的要求。
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