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第9期2010年9月文章编号：1001-3997（2010）09-0099-03机械设计与制造MachineryDesign＆Manufacture99客车车身骨架准静态疲劳强度分析*朱健苏小平陈本军）（南京工业大学机械与动力工程学院，南京210009Pseudo-staticfatiguestrengthanalysisofbusbodyframeworkZHUJian，SUXiao-ping，CHENBen-jun （SchoolofMechanicalandPowerEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China）【摘要】运用有限元方法建立了某轻型客车车架骨架的有限元模型，在确定载荷的简化和施加方法后，进行了该车身骨架在满载弯曲工况下的有限元仿真，以此对其进一步的疲劳分析。
为该车车身骨架的优化设计和进一步研究提供了理论依据。
关键词：车身骨架；有限元；疲劳分析【Abstract】Finiteelementmodelingofthebusframeworkisestablishedbyusingfiniteelementmeth－ods.Whenthesimplifiedloadandloadwayexertingontheframeworkareensured，thefiniteelementsimula－tionofbusframeworkisexecutedunderfullyloadedbendingcondition.Andthenfurtherfatigu eanalysisfinishes.Theseresultsprovidetheoreticalbasisforoptimizationandfurtherstudyoft hebusframework.Keywords：Busframework；Finiteelementanalysis；Fatigueanalysis1引言车身骨架是客车的主要承载结构，车身骨架的强度、刚度及安全性、操作稳定性等疲劳性能都直接影响着客车的使用寿命、基本性能。
全承载式纯电动城市客车钢铝混合骨架强度分析及改进胡付超;林伟;方超【摘要】基于HyperMesh建立全承载式纯电动城市客车钢铝混合骨架的有限元模型，采用ANSYS软件对该钢铝混合骨架强度进行分析，并对产生集中应力的部位进行改进，为钢混合骨架在全承载式城市客车中的应用提供参考。
%Based on HyperMesh, the authors build the finite element model for steel and aluminum monocoque mixed framework of a pure electric city bus, then analyze the strength of the steel and aluminum mixed framework by ANSYS software, and improve the structure of stress concentration area, in order to provide a reference for applica-tion of the steel and aluminum mixed framework to the monocoque city bus.【期刊名称】《客车技术与研究》【年(卷),期】2016(038)004【总页数】3页(P23-25)【关键词】纯电动;城市客车;钢铝混合骨架;结构强度【作者】胡付超;林伟;方超【作者单位】山东沂星电动汽车有限公司，山东临沂 276017;山东沂星电动汽车有限公司，山东临沂 276017;山东沂星电动汽车有限公司，山东临沂 276017【正文语种】中文【中图分类】U463.83+1;U469.72目前，我国市场上已经有多个品牌的纯电动城市客车投入运营，但绝大多数都是将传统骨架进行简单改造而成。
虽然能够满足整车强度要求，但是车身整备质量较大，续驶里程被相对缩短［1］，因此，对纯电动客车提出了采用铝合金轻型材骨架的要求。
中国储运网H t t p ://w w w .c h i n a c h u y u n .c o mD I S C U S S I O N A N D RE S E A R C H 探讨与研究摘要：本文以某客车车身骨架为例，建立有限元模型，以四种典型工况下车身骨架强度为基础，以质量最小为目标，在满足车身强度的前提下，通过降低车身零件厚度，实现轻量化设计。
轻量化后车身骨架减轻276.3k g ，通过对比轻量化前后模型应力，验证方法了可行性。
关键词：车身骨架；有限元模型；轻量化设计0引言汽车轻量化、电动化和智能化是汽车工业的发展方向[1]。
大量研究表明，采用新材料、新工艺外，车身轻量化是汽车实现节能减排的重要途径之一。
在车身轻量化的设计过程中，车身结构必须满足强度特性要求。
目前车身轻量化设计主要采用有限元的方法[2-3]，因此本文利用H y p e r Me s h 软件对客车车身骨架进行强度分析和轻量化研究。
1.有限元分析1.1有限元模型的建立由于车身骨架以钣金和管材为主，厚度大多在2mm 左右，因此采用s h e l l 单元划分网格比较合适。
网格尺寸为10mm，零件之间缝焊采用s e a m w e l d 单元模拟，车身骨架单元总数为1024506，其中三角形网格为24503，占比2.39%，车身有限元模型如图1所示。
图1客车车身骨架有限元模型1.2材料属性客车骨架材料主要采用Q 235、Q 195和T 52，其密度、弹性模量和泊松比均为7800K g /m 3，2.1×105MP a 和0.3，许用应力为160MP a ，135MP a 和270MP a 。
1.3边界条件1.3.1载荷条件客车车身骨架载荷由骨架质量、非结构质量、设备质量及乘客质量。
根据材料的密度，可以通过有限元软件计算出车身骨架质量；非结构件质量可以采用质量单元以均布在车身结构相应的位置；设备质量在其质心处施加质量单元，然后施加于车身骨架连接节点上；乘客质量均布在车身底盘车架上。
量的轴向和径向载荷，由于有这确定的载荷方向，它所产生的弯曲应力使得轴上各处在每一转内部从纯拉应力状态到纯压应力状态不断变化。
所以，蜗杆轴的主要失效形式是蜗杆的疲劳和接触面的磨损。
蜗杆轴的加工需要的工序内容较多，但车削加工中轴类零件的加工是最为基础也是最为重要的项目。
实际加工时应注意加工方法的正确选用，避免刀具、积屑瘤等因素引起的扎刀问题，从而确定正确可行的加工工艺，确保零件加工过程的科学高效。
参考文献：[1]王公安.车工工艺学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2010.[2]杨仲冈.机械制造基础[M].北京：中国轻工业出版社，2012.[3]陈明.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2009.[4]阎光明,侯忠滨,张云鹏.现代制造工艺基础[M].西北工业大学出版社，2012.[5]纪名刚.机械设计[M].北京：北京高等教育出版社，2011.基金项目：江苏省职教学会2015年度“国示范”课程建设专项课题资助项目（XHZX2015009）0引言在校车的机构中，校车车身既是承载单元，又是功能单元。
作为校车的关键组成部分，校车车身采用半承载式大梁车架以及闭环骨架结构设计，增加了防撞强度和侧翻强度。
车身骨架由不同截面的异型管和矩形管焊接成的空间薄壁杆系结构。
由于蒙皮是焊接在骨架外部，且车身骨架具有较强的承载能力，因此建模时忽略蒙皮，理想认为骨架承受车身所有载荷。
本文应用有限元法(finite element method,简称FEM)建立了车身骨架的有限元模型，对其进行有限元静态分析与模态分析，为车身骨架的优化设计提供了参考依据。
基于hyperworks 的校车车身骨架结构分析蔡卫江1，郑再象1，徐向阳2，陈祥忠1，王凯强1，张振越1（1.扬州大学机械工程学院，江苏扬州225000；2.一汽客车（无锡）有限公司，江苏无锡214000）摘要：利用某型校车车身骨架结构的有限元模型，计算和分析了在不同工况下车身的强度、刚度和低阶模态，找到了车身的结构薄弱处。
基于HyperWorks的副车架强度及模态分析宛银生;周伟;姜再友;袁世林;周磊【摘要】为了提高某车型副车架性能和缩短开发周期,利用三维设计软件CATIA建立副车架3D几何模型,基于有限元和模态分析的基本理论,利用HyperWorks软件建立副车架有限元模型,分析了副车架的静强度和前6阶固有频率及振型,分析结果满足设计要求,为副车架的可靠性及优化设计提供了理论支撑,同时也为副车架的动态响应提供了重要的模态参数.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】3页(P16-18)【关键词】副车架;强度;模态;频率【作者】宛银生;周伟;姜再友;袁世林;周磊【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司【正文语种】中文副车架是汽车底盘系统的重要部件，汽车上绝大多数部件和总成是通过副车架来固定其位置以保证汽车的正常行驶，并将路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力、侧向力以及它们引起的力矩传递到车身上。
副车架在一定程度上使车辆具有良好的乘坐舒适性和稳定性，因此其可靠性强度直接关系到整车的安全性[1]。
与国外的研究分析成果相比，我国的副车架设计尚处于起步阶段,国内主机厂对副车架一般进行逆向研发，自主设计。
文章主要在满足整车安全性和舒适性的基础上进行了副车架的强度和模态分析。
达到了满足整车性能的要求。
1 副车架的功能及数模设计1.1 副车架的功能副车架功能主要有两方面：1）底盘的连接刚度在副车架的作用下得到提高；2）副车架能够降低路面振动给整车带来的影响，提高乘坐的舒适性[2]。
所以副车架设计应满足汽车具有良好的行驶平顺性、减振性及操纵稳定性，汽车制动和加速时减少车身纵倾的可能性，能可靠地传递车身与车轮间的一切力和力矩，零部件质量轻并有足够的强度和寿命的要求。
1.2 数模设计为了使某车型副车架具有更好的功能性、可靠性及良好的工艺性，对该轿车副车架进行设计初期分析。
基于Hyperworks的半挂车车架结构分析与改进【摘要】本文利用Hyperworks软件对半挂车的车架结构进行分析并进行改进。
首先，对车架结构进行初始分析，并确定了其最薄弱处。
接着，进行了有限元分析，发现车架受力不均衡，造成了应力集中。
然后，采用改进方法对车架进行优化设计，经过模拟分析，设计出更加稳定，良好的强度和刚度的车架结构。
最后，进行了振动测试和实际道路试验，证明了新设计的车架在运行中具有更好的性能和安全性。
【关键词】半挂车，车架结构，有限元分析，改进设计，振动测试，道路试验【正文】一、引言随着物流业的蓬勃发展，货运半挂车的重要性日益突出，其安全性和稳定性对运输行业有着至关重要的作用。
现有的半挂车车架结构设计虽然稳定，但还是存在一些问题，如在一些条件下，其刚度和强度不足，易出现应力集中，振动等问题。
因此，本文通过使用有限元分析技术和结构优化设计方法来改进现有的半挂车车架结构，以提高其稳定性和安全性。
二、分析和评估初始结构首先，对半挂车车架结构进行了初步的分析和评估，确定了其最薄弱的部位，并进行了应力和应变的有限元分析。
结果表明，该车架受力不均衡，导致应力集中，车架的刚度和强度存在风险。
三、车架结构的改进设计基于有限元分析结果，本文对半挂车车架结构进行了改进设计。
首先采用了管材替换了原来的钢材，然后优化了梁柱的布局和加强问题点的建议。
最终，通过仿真分析和实际试验，得出了新的车架结构，经测试证明可以有效减少应力的集中和提高承载能力。
四、模拟分析、振动和道路试验新的车架结构设计与现有的结构进行了比较，通过模拟分析证明新设计的车架结构在重荷和不同路况的情况下都更加稳定。
然后，进行了振动测试试验，证明新设计的车架在振动和噪音方面都有较大的改善。
接着，进行了实际的道路试验，新设计的车架结构表现出更高的安全性和稳定性。
五、结论本文对半挂车车架结构进行了分析和评估，发现了其存在的问题，然后通过有限元分析和车架结构优化设计，设计出了新的车架结构。
客车车身骨架刚度有限元分析及改进设计于国飞;黄飞;王海兵;王中武【摘要】Taking a city bus for example, the authors set up the finite element model for the bus monocoque body frame by HyperWorks software, analyze the body frame's structure strength under different working conditions and calculate the static stiffness and opening deformation of the body frame. According to the lacking in the structure de-sign, they put forward improvement scheme. Through the contrast of the main performance parameters of the bus body frame before and after the structure improvement, they verify the feasibility of the improvement scheme.%以某城市客车为研究对象，利用HyperWorks软件建立该城市客车承载式车身的有限元模型。
分析多种工况下车身的结构强度，计算车身骨架的静态刚度以及开口变形。
针对结构设计中的不足，提出改进方案，通过结构改进前后的车身主要性能参数对比，验证改进方案的可行性。
【期刊名称】《客车技术与研究》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P29-32)【关键词】城市客车;车身结构;刚度;有限元分析【作者】于国飞;黄飞;王海兵;王中武【作者单位】厦门理工学院机械与汽车工程学院，福建厦门 361024;厦门理工学院机械与汽车工程学院，福建厦门 361024;厦门理工学院机械与汽车工程学院，福建厦门 361024;厦门理工学院机械与汽车工程学院，福建厦门 361024【正文语种】中文【中图分类】U463.83+1承载式客车车身骨架通常是由薄壁型材构成的复杂空间高次超静定结构[1]，行驶过程中整车构件的受力情况很复杂，很难通过试验对其整体做出准确的结构分析。
基于HyperWorks的某电动汽车TB车身强度分析金常忠兰占龙重庆长安汽车股份有限公司北京研究院，北京 102209摘要：车身强度是汽车开发过程中重要性能指标之一。
以某电动汽车车身强度分析为例，使用HyperWorks软件，建立trim body有限元模型。
采用多体动力学载荷分解获取车身5种典型工况下底盘接附点处力和力矩，进行强度分析，并对风险区域进行优化，有效避免了局部开裂风险，为车身零部件开发提供参考。
关键词：HyperWorks；trim body；有限元法；车身强度Trim Body Strength Analysis for Electric Car Based onHyperWorksJin Changzhong Lan ZhanlongBeijing Changan Auto R＆D Center, Changan Automobile Co，Ltd. Beijing 102209 Abstract: Body strength is an important performance target during vehicle development. Taking an electric vehicle body strength analysis as an example, using HyperWorks software, the trim body finite element model was established. Forces and moments of chassis joints under 5 kinds of typical load conditions were obtained by multi body dynamic load divide, which were used to strength analysis. Strength risk regions were found and optimized, which can effectively avoid body crack and provide a reference for the development of body parts.Key words: HyperWorks；trim body；finite element method；body strength1引言汽车在复杂道路上行驶，路面冲击载荷通过底盘传递到车身，可能造成车身零部件局部开裂，从而影响汽车的使用功能及安全性能[1]。
某8米客车车身骨架拓扑优化设计郑冬黎张胜兰王若满湖北汽车工业学院十堰 442002摘要：论文分析了某8米客车车身骨架特点，借助HyperWorks分析平台，对该客车侧围和顶棚进行拓扑优化，得到优化后的侧围和顶棚拓扑结构。
根据优化结果对侧围及顶棚骨架结构进行二次设计，分析比较了二次设计前后骨架的结构性能，结果表明新骨架在保持原有骨架动态和静态性能的同时，重量减轻了44.9kg，占骨架总成质量的4.7%。
关键词：客车车身骨架，HyperWorks，拓扑优化，二次设计0前言客车车身骨架是客车的主要承载结构，其质量约占客车整车整备质量的三分之一左右。
车身骨架的重量和结构直接影响整车的寿命和各项性能，如动力性、燃油经济性等。
随着汽车技术发展的日趋完善，低的排放污染、安全性好、用途广泛的汽车成为人们的首选。
要达到这一目的，必须在满足车体刚度和强度基础上，尽量减少整车质量[1]。
汽车轻量化的方法有许多种，其中合理的结构设计能使汽车在满足性能要求的前提下降低汽车质量，是汽车实现轻量化设计主要途径之一。
拓扑优化作为一种日益成熟的结构设计方法，是近年来结构优化研究领域中的前沿课题和热点问题。
本文基于HyperWorks对某8米客车进行拓扑优化设计，实现车身的轻量化，不仅可以为客车的改进和优化提供实际的参考和指导，其研究方法也可以为客车新产品的研发提供借鉴。
1客车车身骨架有限元模型的建立1.1车身骨架结构本文研究的客车为某公司新开发的一款中档旅游客车，长约8米，采用发动机后置的布置形式，车身结构是半承载式。
车身整体为一层半结构，即车身上部为乘客舱，下半部分为行李舱，客车设有前置气动外摆单扇乘客门。
车身地板为高地板结构，地板中部为乘客站立走动区，车身骨架结构如图1所示。
座椅布置形式为31+1+1，两侧靠窗布置座椅，车身后部布置一排座椅可坐五人，左、右两侧均布置为双位座椅，左侧共有6排，右侧有7排，总共31个座位，另外再加上司机和导游的位置，一共33个座位，座椅布置如图2。
基于Hyperworks的客车建模及侧翻分析火进梁耕龙张国滨北京汽车新能源汽车有限公司北京 102606摘要: 首先通过HyperMesh建立了客车的有限元分析模型,然后应用OptiStruct进行了多工况下的强度和刚度分析；并在HyperWorks提供的模板下进行了侧翻模型设置；分析计算结果表明,该款大客车骨架及上部结构强度、刚度均满足国标要求;分析过程也充分体现HyperWorks在汽车设计中能够提供高效解决方案的功能。
关键词：HyperMesh，OptiStruct，客车，侧翻0 概述客车作为最主要的交通运输工具之一,其结构强度刚度是否满足安全需要一直是人们关注的焦点；客车由于制造成本高,价格昂贵,所以用实车做物理试验相比轿车需要更高的成本和更长的周期,从而,在客车设计过程中CAE技术的应用就优势更加凸现。
1 有限元建模客车结构多采用异性钢管和薄壁板壳结构焊接而成，所以在建模过程中主体结构采用四边形网格，此外，部分底盘结构采用了带有不同截面属性的梁单元来模拟，以提高计算效率。
共有单元674,056个,其中壳体单元640,545个；带有截面属性的梁单元192个；模型如图一所示。
2 模型设置2.1材料特性定义HyperWorks具有非常友好的用户界面，从网格划分到模型设置均为用户提供了便利，可以很方便地直接选择材料类型并将参数输入。
以普通弹性钢材料为例，输入格式如下：2.2属性定义单元属性的定义也有着丰富的类型可供选择，以壳体单元为例：可供选择的单元类型如下：其中客车板壳件模拟用壳体单元类型，选用2D即可。
打开编辑选项后,定义板壳厚度即可。
2.3连接方式由于客车结构的特殊性，在建模过程中，焊接接头的处理和近似方法就显得很重要；通常采用节点匹配模拟接头连接、rigids单元模拟并管焊缝，用CBEAM单元模拟普通螺栓连接等。
图2：焊接接头简化方法2.4载荷工况定义为校核客车骨架强度刚度，应用Optistruct进行了四工况下的静力分析；为考察客车上部结构强度，应用Hyperworks提供的强大接口和友好界面，设置了第三方求解器求解模型，以考察客车在发生侧翻时生存空间是否被侵入。
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·72·2023年第03期文章编号：2095-6835（2023）03-0072-03基于HyperWorks的司机室防撞柱的轻量化设计高文捷（中车戚墅堰机车有限公司，江苏常州213000）摘要：以某型内燃机车司机室防撞柱为对象，使用仿真软件HyperWorks建立有限元仿真模型，计算了防撞工况的应力分布。
并在此基础上，分别使用尺寸优化的方法、尺寸与形状联合优化的方法，对模型进行优化设计改进。
联合使用尺寸与形状优化可以较大程度地改善模型的应力水平，并且质量降低了20.7%，达到了轻量化的设计目标。
关键词：防撞柱；有限元；轻量化；HyperWorks中图分类号：TU623.5文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2023.03.021随着铁路行业的发展，内燃机车的设计趋向于高速重载，机车结构轻量化也成为重要的关注点。
机车轻量化可以降低轴重、降低牵引功率、减少能耗、提升运行品质、降低制造成本。
机车轻量化一般从2个方面入手：①使用强度高、质量轻、性能优异的新型材料代替传统的碳钢材料，但会导致制造成本的增加；②通过合理的结构设计和布局，在满足机车使用要求的前提下，降低材料的使用量。
传统的结构轻量化，通常由设计师根据经验，参照有限元应力结果进行结构的调整，更改零件的尺寸和局部的细节，然后再进行仿真分析验证，通过优化—仿真—优化这样一次次的循环尝试，得到最终的结构轻量化模型。
轻量化的过程是反复且冗长的，工作效率低下，设计周期增加，这种方法具有很大的主观性和局限性。
随着计算机辅助工程的发展，结构优化技术日益成熟，并且应用广泛。
尺寸优化和形状优化是仿真软件HyperWorks的优化模块OptiStruct提供的优化方法，应用于产品的详细设计阶段，是关于模型细节方面的优化设计。
尺寸优化通过改变结构单元的属性，如壳单元的厚度、梁单元的横截面属性、弹簧单元的刚度等，以达到应力、质量、位移或者其他的设计要求；形状优化通过修改结构的几何边界，得到结构的最佳形状以减小应力集中，改善力学性能，增加构件刚度[1]。
基于HyperWorks的除雪车车架有限元分析及优化毛敬竞，邓耀，龚运息*(广西科技大学，广西柳州市，545000)摘要：车架是除雪车重要的零部件，通过UG软件建立车架的三维模型，并导入到HYPERMESH软件中进行有限元分析，得出了车架在弯曲和扭转工况下的应力及位移分布情况。
结果显示车架满足弯曲工况下的使用要求，但是在扭转工况下分析的最大应力值765.9MPa大于材料的屈服强度。
本文对车架结构重新设计，优化后的车架在扭转工况下最大应力值降为546.3MPa 小于材料的屈服强度700MPa，满足在此工况下的安全使用要求，这对车架研究人员有着重要的意义。
关键字：车架；有限元；结构优化Finite element analysis and optimization of snowmobile frame based onHyperWorksMAO Jing-jing, DENG Yao, GONG Yun-xi *(College of Mechanical Engineering Guangxi University of Science and Technology , Liuzhou Guangxi, 545006, ) Abstract：The frame is an important part of the snowplow. The three-dimensional model of the frame is established by UG software and imported into HyperMesh software for finite element analysis. The stress and displacement distribution of the frame under bending and torsion conditions are obtained. The results show that the frame meets the use requirements under bending condition, but the maximum stress value of 765.9MPa analyzed under torsion condition is greater than the yield strength of the material. In this paper, the frame structure is redesigned, and the maximum stress value of the optimized frame under torsion condition is 546.3MPa less than the yield strength of the material 700MPa, which meets the requirements of safe use under this condition. This is the reason for the frame researchers It is of great significance.Keyword: Frame; Finite element; Structural optimization0 引言最近几年冬天，各地降雪量增加，给机场道路和人民出行带来了极大的困难,特别是对机场道路来说，往往一场降雪将会导致飞机延误起飞，甚至更严重会使得机场关闭。
