轻型客车车身有限元建模及建模精度分析

客车车身有限元建模与静动态特性分析的开题报告一、题目客车车身有限元建模与静动态特性分析二、研究背景随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对公共交通工具的需求也不断增加。

客车作为一种重要的公共交通工具，在运输领域中发挥着重要的作用。

客车车身是客车的重要组成部分，其结构设计和性能对于提高客车的运行效率和舒适性具有重要意义。

因此，对客车车身的有限元建模和静动态特性分析具有重要的研究意义。

三、研究目的本研究旨在对客车车身进行有限元建模和静动态特性分析，其具体研究目的如下：1. 建立客车车身的有限元模型，分析其结构特点和受力情况。

2. 对客车车身进行静态特性分析，包括应力、应变、变形等方面。

3. 对客车车身进行动态特性分析，包括共振频率、阻尼比、振动模态等方面。

4. 根据分析结果提出优化建议，以提高客车车身的结构和性能。

四、研究内容和方法1.建立客车车身的有限元模型，将各个部件合理地进行建模和组装，其中包括主要的结构组件：前稳定杠、前弹簧、车架前横梁、车身、车架后横梁、后弹簧、后稳定杠等。

2.载荷计算和静态分析，包括应力、应变、位移等的计算和分析，确定主要受力部位和结构疲劳寿命。

3.动态分析，包括求解客车车身振动系统的共振频率、阻尼比和振动模态，探究客车车身在运行中的动态性能。

4.优化建议，根据有限元分析结果提出改进的设计建议，以提高客车车身的结构和性能。

五、预期结果通过对客车车身的有限元建模和静动态特性分析，预期可以得到以下结果：1. 客车车身的结构组成和受力情况的清晰、准确的认识。

2. 客车车身在静态和动态方面的特性分析结果。

3. 针对客车车身的缺陷，提出优化建议以改进其结构和性能。

六、研究意义1. 有限元模型的建立和分析可以为客车车身的设计和制造提供重要参考。

2. 静动态特性的分析结果可以检验客车车身的可靠性和安全性。

3. 优化建议的提出可以改进客车车身的结构和性能，提高其性价比和市场竞争力。

七、研究进度安排1. 完成对客车车身的有限元建模和静态分析，确定主要受力部位和结构疲劳寿命。

轻型客车车身有限元建模与静动态特性分析的开题报告一、课题背景：近年来，轻型客车成为了日常生活中最常见的交通工具之一。

由于轻型客车的使用量极大，因此对其安全性、行驶舒适性等方面的研究越来越受到关注。

在此背景下，对轻型客车车身进行有限元建模并分析其静、动态特性具有重要意义。

二、研究意义和目的：轻型客车车身是其结构中最重要的部分之一，对车辆的稳定性和通过性能有着重要影响。

基于此，本研究旨在通过建立轻型客车车身的有限元模型，对其静、动态特性进行分析，以期为车辆工程师的设计和改进提供理论基础。

三、研究内容和方法：1. 轻型客车车身有限元建模通过对轻型客车的结构、材料、负载条件等进行分析，建立具有实用性的复杂有限元模型，模型考虑车身的各种方向的载荷、边界条件和约束条件。

2. 静态力学特性分析对建立的有限元模型进行静力学分析，包括应力、应变等静力学参数的预测和分析，根据分析结果对车身结构进行优化设计。

3. 动态特性分析对有限元模型进行动力学分析，分析车身的自然频率、振幅、加速度等动力学参数，并预测其在不同路面条件下的动态特性。

四、预期成果：1. 建立实用的轻型客车车身有限元模型；2. 分析轻型客车车身的静、动态特性；3. 提供轻型客车车身设计和改进方面的理论指导。

五、研究难点：1. 车身多材料、多工况的有限元建模；2. 车身静、动态特性的计算精度控制；3. 车身优化设计。

六、研究计划：第一年：1. 收集轻型客车车身的相关数据和材料信息，制定有限元建模计划；2. 完成建立车身有限元模型，并进行验证；3. 开始进行车身的静态分析。

第二年：1. 完善车身有限元模型，优化模型设计；2. 完成车身的动态分析，并初步分析其在不同路面条件下的动态特性；3. 分析模型误差，并进行模型精度控制。

第三年：1. 在第二年的基础上，进一步完善模型设计和分析；2. 论文撰写和论文答辩。

七、参考文献：1. 胡鹏程. 基于有限元分析的轻型客车车身优化设计[D]. 南昌大学, 2018.2. 张亮, 王颖, 郑礼顺,等. 轻型客车车身优化设计方法研究[J]. 车用发动机, 2018, (9): 46-50.3. 郭博士, 张宇浩, 赵伟. 基于有限元分析的轻型客车车身刚度优化研究[J]. 机械设计与制造, 2019, 38(1): 142-144.。

492010年第10期科园安徽科技ANHUI SCIENCE &TECHNOLOGY作为客车主要承载结构的车身，其质量和结构形式直接影响车身寿命和整车性能。

车辆设计中，在满足客车运营对车身骨架的刚度、强度等因素要求的同时，应尽可能减轻它们的质量并降低制造成本。

随着有限元技术成熟和高速计算机的出现，在满足结构强度与刚度的前提下，进行轻量化设计具有重要意义。

1.有限单元法基本理论以有限元法为代表的CAE 技术是分析各种结构问题的强有力工具，有限元分析的各个步骤可以表达成规范化的矩阵形式，最后导致求解方程可以统一为标准的矩阵代数问题，并且特别适合计算机的编程和执行。

2．ANSYS 软件简介ANSYS 软件主要包括3个部分：处理模块、分析计算模块和后处理模块。

3．车身骨架有限元模型（1）车身骨架的离散化客车车身模块化是一个“化整为零”的过程，有限元模型的建立首先要对车身骨架结构进行离散化。

在建模时，需采取以下措施：一是略去非承载构件；二是对构件的截面形状作适当简化；三是简化曲梁为直梁；四是把相邻节点进行合并以减少方程阶数，提高求解的稳定性；五是略去对结构固有模态影响不大的构建。

（2）几何模型的生成根据某客车车身骨架CAD 图和UG 三维图，参照车身骨架数码照片在ANSYS 有限元软件中采取自底向上的建模方法，创建关键点、线、面，进而生成车身几何模型。

（3）建立有限元模型根据简化原则及模块化方法，先建立各分总成模型，并分别导入到有限元程序中组装成整车骨架模型。

本文所研究某型客车悬架采用的是空气弹簧，为使模型更接近实际情况，建模中采用combin14单元模拟空气弹簧，弹簧单元与车轴之间采用刚性梁连接。

经过初步建模、反复检验与多次修改完善，形成一个实用的几何模型，在此基础上进行了有限元建模并计算。

同时，进行静动态电测试验，将试验结果与有限元分析结果进行对比。

虽然车身骨架和试验加载情况与有限元模型不可避免存在差异，但测试结果与有限元计算二者对比数据表明计算结果吻合情况良好，达到预期结果。

大客车轻量化有限元分析整车优化1. 引言随着人们对环境保护和燃油效率要求的不断提高，大客车轻量化成为了整车设计中的关键课题之一。

通过减轻车辆自重，可以降低能耗、提高燃油经济性，同时还可以改善整车的操控性能和安全性能。

在大客车轻量化设计中，有限元分析成为了一种常用的工具，可以对车辆结构进行优化，提高轻量化效果。

本文将介绍大客车轻量化的有限元分析整车优化方法。

2. 有限元分析基础知识有限元分析是一种基于数值方法的工程分析技术，通过将复杂的实体结构离散化成有限个简单的有限元单元，建立数学模型并进行计算，得到结构的应力、应变、变形等力学特性。

在大客车轻量化设计中，有限元分析可以帮助工程师评估车辆结构的强度、刚度、疲劳寿命等性能，从而进行结构优化。

有限元分析主要包括以下几个步骤：1.几何建模：对车辆进行几何描述，并进行网格划分，将车辆结构离散化成有限个有限元单元。

2.材料属性定义：为不同的部件设置适当的材料属性，包括弹性模量、泊松比、密度等。

3.约束和加载条件设置：根据实际工况，设置车辆模型的约束条件和加载条件，包括边界约束、受力情况等。

4.求解有限元方程：通过解有限元方程，得到车辆结构的应力、应变分布情况。

5.结果分析和优化：根据分析结果，评估车辆结构的性能，进行结构优化。

3. 大客车轻量化有限元分析整车优化方法3.1 结构刚度和强度优化大客车的结构刚度和强度是影响整车性能的重要因素之一。

通过有限元分析，可以评估车辆结构在不同工况下的应力、应变，进而确定结构的刚度和强度。

在轻量化设计中，可以通过优化车辆结构的材料分布、截面形状和连接方式等来实现整车重量的减轻。

通过有限元分析，可以评估不同优化方案的效果，并选择最佳方案。

3.2 材料选择和优化在大客车轻量化设计中，材料的选择也是一个重要的优化点。

通过有限元分析，可以评估不同材料的性能，包括强度、刚度、密度等。

在优化过程中，可以对不同材料进行对比分析，选择最佳材料，并通过改变材料的配比来达到轻量化的效果。

客车车身骨架轻量化设计分析摘要：客车运营过程中行驶的安全性、舒适性及环保性能会对客车的运营质量产生直接影响，因此客车中安装的各种功能设备也越来越多，虽然油耗是客车运营的主要成本，但是客车的车身质量会对油耗产生直接影响，据相关统计数据客车总质量每下降10%可降低7%左右的油耗，且轻量化的车身也可以降低整车制造成本，因此研究客车车身骨加轻量化的设计问题具有重要的现实意义。

文章提出一种客车车身骨架轻量化设计方案，采用Hyperworks分析软件建立车身骨架有限元模型，优化车身结构。

关键词：客车；车身骨架；轻量化设计一、建立有限元模型（一）建立整车骨架模型在实际的结构设计过程中可以根据各构件的不同承载情况对整车有限元模型进行简化处理，以缩短客车的开发周期。

设计时主要承载件要保证其原有结构形状、位置及真实的材料力学特性，适当简化辅助承载件并删除非承载构件即可。

具体设计时，客车的悬架部分无需考虑，简化底盘变截面梁，结构中一些安装其它部件预埋的垫板、固定板均可忽略不计，车身蒙皮多焊接于车身骨架起到加强骨架的作用，该部分简化后可提高车身结构的安全性。

鉴于上述考虑，本研究提出的某型号客车采用承载车身，通过Hypermesh模块划分整车骨架网格，建立整车骨架模型。

（二）边界条件分析客车行驶过程中所受到的载荷非常复杂且多变，其大部分时间处于多工况运行状态，这种条件下车身骨架很容易发生断裂破坏、变形过大等问题，因此对于车身的静强度、疲劳强度要求更高。

首先，分析车身的载荷条件可知，车身骨架承载包括骨架质量、车载设备质量、非结构件质量、乘员质量等几部分，车身实际质量即为车身骨架质量，并根据车辆中相关辅助结构的质量确定质心H的位置，并在对应节点上均匀设置行李架、乘客行李、备胎、车内地板等构件的质量。

其次，确定客车动载系数。

车辆行驶过程中，不平整的路面会对车身产生瞬态冲击载荷，在这种条件下车身骨架、零部件极易出现疲劳缺隐，因此需要考虑动载荷系数。

汽车制造毕业论文轻卡整车有限元静力学动力学分析汽车制造毕业论文|轻卡整车有限元静力学动力学分析应用PATRAN建立轻卡车架、悬挂、车身等整车模型，并施以合理的约束边界条件，在考虑各种载荷下对整车的静强度进行分析计算与评价，并提出了合理可行的改进建议和措施。

为考察整车的动应力分布，通过在多体动力学软件ADAMS中构建整车的刚柔混合模型，并进行实际道路的模拟仿真，再利用其与NASTRAN的接口在NASTRAN中进行动响应计算，得到整车的动应力时间历程，从而为疲劳分析奠定基础。

在产品开发早期阶段应用CAE技术，仿真产品的各种性能来引导设计，提供产品品质验证并优化细节设计，最大限度的减少重复制作物理样机的次数，保证开发质量，最终达到缩短产品的市场化周期，缩短产品开发周期的目的。

针对全新开发的轻卡系列，利用MSC.NASTRAN软件对车身、车架的模态、刚度、强度进行分析计算，发现设计中存在的不足，并提出合理可行的改进措施，最终使整车强度和刚度满足要求。

1、整车有限元建模在构建有限元模型时，利用MSC.PATRAN软件良好的CAD接口，从外部输入UG、PRO/E三维模型，依据相关原则进行几何清理与简化，应用PATRAN的有限元前处理功能，通过建立单个零件有限元模型，最终形成整车有限元模型。

整个模型单元725015个，节点589235.有限元模型见下图。

2、整车静强度计算汽车静止时车架只承受弹簧以上部分的载荷，它是由车架和车身的自身质量、装在车架上各总成的质量和装载质量所受的重力组成，其总和称为车架的静载荷。

此次计算共提供两种工况。

弯曲工况：有限元分析过程中，要求有足够的约束条件以消除刚性位移，因此，约束前轮中心线位置上的节点的3个移动自由度、后轮中心线位置上的节点的2个移动自由度，作为整车约束。

扭转工况：在弯曲工况的基础上，按规范将右前轮抬高到某一数值。

计算得到的车身、车架应力云图如图2所示。

通过分析，发现车身最大应力部位主要位于前地板和中地板的凸起鼓包、曲率急剧变化处及某些支撑部位。

客车车身骨架有限元建模及优化的开题报告一、研究背景近年来，客车行业竞争日益激烈，客户对于客车的性能、安全和舒适性的要求也越来越高。

车身骨架是客车的重要组成部分，对于车辆的承载能力、稳定性、振动噪声等都有着重要影响。

因此，对客车车身骨架的建模和优化已成为客车设计和生产过程中的一个重要研究课题。

二、研究内容本研究将针对客车车身骨架进行有限元建模和优化。

具体内容包括以下几个方面：1.建立客车车身骨架的有限元模型，包括前后桥、车架、车体等部分；2.对有限元模型进行验证，验证其模拟结果与实际测试结果的吻合程度，确保模型的精度；3.利用有限元模型进行骨架的优化设计，包括材料选择、结构设计等方面；4.通过优化设计，提高车身骨架的承载能力、稳定性和减少振动噪声等方面的目标。

三、研究意义本研究将有助于客车制造企业提高产品质量和市场竞争力，提高客车车身骨架的承载能力、安全性和舒适性，减少振动噪声等方面的问题。

从长远来看，本研究还将促进我国客车行业的发展和提高汽车制造业的技术水平。

四、研究方法本研究将采用有限元方法进行客车车身骨架的建模和优化设计。

具体方法包括以下几个方面：1.确定建模所需的部位和参数，采集有关数据和信息；2.使用CAD软件绘制车身骨架三维模型，导入有限元软件进行网格划分和材料属性设定；3.建立数值模型，进行静力、动力等分析，验证模型的准确性；4.进行优化设计，设定优化目标和限制条件，寻找最佳设计方案。

五、研究计划及进度安排1.前期准备（2022年3月-2022年6月）：收集和分析客车车身骨架相关数据和文献，熟悉有限元建模和优化设计的理论和方法。

2.模型建立（2022年7月-2022年9月）：使用CAD软件进行车身骨架的三维建模，并导入有限元软件进行网格划分和属性设定。

3.模型验证（2022年10月-2023年1月）：使用实验数据验证有限元模型的准确性和精度。

4.优化设计（2023年2月-2023年5月）：设定优化目标和限制条件，进行骨架的优化设计。

客车车身的有限元计算与分析作者：郑州宇通客车股份有限公司马勇罗伟秦小奎摘要] 汽车是一个复杂的结构，本文采用有限元法对半承载式客车车身进行强度计算。

通过对车身的受力状态的应力分析，计算出整个车身结构的载荷和应力分布，为进一步改进设计提供理论依据。

关键词：客车三段式底盘模型简化有限元分析网格划分载荷1 前言有限元法是近代随着高速电子计算机的勃兴而发展起来的一种有效的数值方法。

尤其近年来计算机和软件技术的发展，有限元法也得到很大的发展，其应用范围不断扩大，在机械产品的设计中也得到广泛的应用。

随着汽车工业的发展，有限元的计算及分析方法目前已成为汽车设计的一个重要的环节。

目前ANSYS 有限元分析软件是其中功能比较强大的一种有限元分析软件。

有限元分析在汽车上的应用十分广泛，从车身、车架计算到发动机的曲轴、及传动系统的计算。

随着客车行业的快速发展，对客车的设计已发生了根本的改变，越来越多的技术被运用到客车的设计上，有限元法已成为各客车厂家所关注的重点。

本文针对从实际的大客车车身有限元计算项目出发(该项目经过多次论证)，应用ANSYS 软件在SUN 工作站上对其进行结构强度分析。

通过分析，找出其车身的薄弱环节，改进设计，使结构更合理。

该车车身长为10m，宽为2.45m，高为3.5m，采用柴油发动机，发动机后置。

后轮驱动，采用半承载车身，载客量为45 人，主要用于长途客运。

2 车身计算的有限元模型有限元法是把连续的弹性体划分成有限多个彼此只在有限个点相连接的、有限大小的单元组合体来研究的。

就是说用一个离散结构来代替原结构作为真实结构的近似力学模型，即有限单元离散化，然后进行结构的整体分析，组集联系整个结构的节点位移和节点载荷的总刚度方程。

总刚度方程是包含有限个未知节点位移分量的线性代数方程组，利用单元分析得到的关系，就可求出各单元的应力。

车身的有限元法就是基于此原理而进行的计算设计。

对于半承载车身，它保留了底盘车架，将车身结构件与车架连接，使车身参与整车承载，从而可以对车架及结构断面进行减重，以达到材料的合理利用。

客车车身结构的有限元分析田国富，赵庆斌（沈阳工业大学机械工程学院，沈阳110870）摘要：采用C A T I A软件建立客车车身的三维实体模型，然后通过A N S Y SWo r k b e n c h对客车车架进行静态分析，主要研究车架在水平弯曲、极限扭转、紧急转弯、紧急制动这4种具有代表性的行驶工况下的车架强度和刚度。

从而以此来判断车架的整体结构是否满足设计要求，并且通过4种工况确定车架某个部位的缺陷，为车架改进和优化提供重要依据。

关键词：车架结构模型；Wo r k b e n c h；静态分析；强度；刚度中图分类号:T匀员员源；T P391.7文献标志码:粤文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园员8）05原园041原园4Finite Element Analysis of Bus Body StructureTIAN Guofu,ZHAO Qingbin(Shenyang University of Technology,Shenyang110027,China)Abstract:This paper uses CATIA software to establish three-dimensional solid body model of the bus body,and then uses ANSYS Workbench to carry out static analysis of the bus frame.The frame strength and stiffness under four typical driving conditions,such as horizontal bending,extreme torsion,emergency cornering and emergency braking, are mainly studied.The results are used to judge the overall structure of the frame to meet the design requirements,4 kinds of conditions are used to determine the frame defects to provide an important basis for frame improvement and optimization.Keywords:frame structure model;Workbench;static analysis;strength;stiffness0引言客车车架作为大型汽车的主要骨架之一，在客车行驶过程中，车架在各种复杂的载荷作用下，其安全性、舒适性、使用寿命以及稳定性将作为汽车性能指标的重要判定参数，因此车架的强度和刚度在车架的整个设计过程中显得尤为重要，而通过有限元的方法对客车车架进行分析研究，求解出客车的静态分析结果，可以更加透彻地了解客车车架的应力和变形分布情况，从而对车架整体及某些薄弱部位进行优化，进而提高客车车架的安全性、可靠性。

利用三维软件SolidWorks有限元对轻型载货汽车车架自由模态分析【摘要】本文对一款轻型载货汽车的车架，运用SolidWorks有限元分析软件进行自由模态分析，针对分析结果确定车架结构的可行性。

【关键词】汽车；车架；模态；SolidWorks有限元分析前言汽车车架结构的合理性，是提高整车性能开发的基础。

以往都是依靠经典的材料力学、弹性力学、结构力学的经验公式进行强度校核设计。

这种传统的方法都会有一些盲目性。

随着CAD/CAE技术的推广及计算软硬件的发展，这项技术会为工程设计人员提供了可靠性较高的设计工具。

一款轻型载货汽车车架设计方案采用SolidWorks Simulation Professional软件进行有限元模态分析，并根据分析结果，确定车架总成结构。

1 软件简介SolidWorks Simulation Professional是一种基于有限元分析（即FEA数值）技术的设计分析软件。

，具有能进行零件和装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化和疲劳分析功能。

它作为嵌入式软件与基于参数化实体特征的三维软件SolidWorks无缝集成。

SolidWorks Simulation Professional有如下假设：材料是变形是线性的；小变形；静态载荷2 车架结构及模型简化车架作为汽车的承载基体，一方面支承着发动机、离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量，承受着传给它的各种力和力矩；另一方面车架还通过悬架装置坐落在车轮上，通过车轮来接受不同道路的各种激励。

当汽车在道路上行驶时，随着行驶条件的变化，车架所承受的动载荷也在不断变化，车架结构对整车性能提供必要的保障。

本次设计的车架采用板材件之间用铆钉铆接，管梁与板材件之间用焊接的铆焊结合结构，所以在建立车架有限元模型时，从以下几个方面进行考虑：（1）车架有限元模型应尽可能的从几何特性及力学特性两个方面同时逼近车架真实结构，尤其是从动力学特性上逼近；（2）在进行网格划分时，保证任意一个板壳单元的顶点同时也是其相邻单元的顶点；尽可能的使形状规则，避免单元的某个边过长或过短以及某个内角太大或太小；对于焊接部位和铆钉连接部位的两个零部件的重合部位的网格节点和单元应重合；（3）为了保证计算的准确性以及减小计算规模，在尽可能如实反映车架结构主要力学特性的前提下，应该尽量简化车架结构的几何模型，对于一些很小的或者不重要的螺栓孔、铆接孔和过渡圆角，在建模的时候可进行简化处理。