随着计算机技术的发展,CAE技术广泛应用于传统的机械行业。客车车身骨架是整车主要承载结构,基于有限元方法的车身CAE越来越受到人们的关注。国内外相关研究已经取得了相当大的成果。本文在调研国内外相关研究的基础上,建立某客车车身骨架有限元模型,进行了静态应力分析,并与试验结果进行了比较分析研究,验证有限元模型的可信性。在此基础对某客车进行动态(模态)分析,指出其动态性能上的优缺点,为优化设计提供参考。为了近一步检验车身骨架强度,在试验场对车身强度进行了加强路面的动态强度分析,试验结果表明某客车车身骨架强度存在进一步优化的空间,为轻量化提供了依据和参考。 轻量化设计是本文研究的另一个方面。汽车轻量化不仅可以节省材料,而且有利于提高整车的动力性和经济性并减少排放。本文轻量化设计是在进行车身骨架强度和动态(模态)CAE分析及静动强度态试验基础上,并结合相关研究及工程实践经验,提出结构轻量化方案。按照此方案,车身骨架共减轻174.7kg,达到减重5%以上的目标。CAE分析表明,轻量化后的车身骨架应力分布没有较大的变化,强度满足要求。 在建立有限元模型中,广泛采用变截面梁和异型梁是本模型的一大特色。另外,对焊点处理和悬架的处理,从某种角度来说,提高了整个模型的分析精度。尤其是焊点的处理,广泛用于轿车建模中,在客车建模中相关研究较少,本文是一个尝试,效果较好。板梁模型较好地解决了建模时间和分析精度之间的矛盾,突出重点,简化次要,模型更实用。