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机械设计与制造
第12期
20
MachineryDesign＆Manufacture2013年12月
纯电动客车车身优化设计
1112唐唯伟，何仁，游专，张中帆
（1.江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013；2.江苏常隆客车有限公司，江苏无锡214432）
摘要：
以某城市纯电动客车车身骨架为研究对象，建立车身骨架的几何模型和有限元模型，进行了两种典型工况下的
强度、刚度分析和基于BlockLanczos方法的自由边界条件下的模态分析。结果表明，整个车身骨架振动特性相对合理，底
架前部与空气气囊连接部位以及电池组承载区域的应力偏大，顶盖变形比较明显，弯扭工况下车身骨架的最大应力超出
了材料的屈服极限。采用尺寸优化的方法，运用Optistruct软件求解优化模型，得到优化后模型的强度符合要求，刚度有
明显的提高，并且减重6.7%，车身的结构更加合理。
关键词：城市纯电动客车；车身骨架；尺寸优化；轻量化设计
中图分类号：TH16；U469.72文献标识码：A文章编号：1001-3997（2013）
12-0020-04
DesignofCityElectricBusBodyFrame
1，1，1，
2TANGWei-weiHERenYOUZhuanZHANGZhong-fan
（1.SchoolofAutomotiveandTrafficEngineering，JiangsuUniversity，JiangsuZhenjiang212013，China；
2.JiangsuChangLongbusCo.，LTD.，JiangsuWuxi214432，China）
Abstract：
Astudywasconductedoncityelectricbusestobuildgeometryandfiniteelementmodelsofbusbodyframes.Based
onthemodels，thestrengthandstiffnessevaluationunder2typicallydangerousworkingconditionswerecarriedout，
aswell
asmodalanalysiswithfreeboundaryconditionbymeansofBlockLanczos.Theresultsindicatedthatcharacteristicsofthe
currentwholebodyframevibrationwererelativelyreasonable.However，thecopingwasobviouslydeformed，
suggestingthat
thestressofbatterybearingareaandthejointconnectingthechassisfrontandairballoonwassohighthatthemaximumstress
ofbodyframeunderbendingandtwistingconditionswasbeyondthematerialyieldlimit.Therefore，
itiscriticaltorationalize
themodelstructuredesign?throughsizeoptimizationincombinationwithcalculationwithOptistructsoftware，
afterwhichthe
intensitystrengthhasmettherequirements，
andthestiffnesshasbeensignificantlyimprovedandthebodyweighthasbeen
reducedby6.7%.
KeyWords：CityElectricBus；BodyFrame；SizeOptimization；
LightweightDesign
1引言
截面尺寸的矩形钢管通过气体保护焊焊接而成。材料主要使
CO2
2
用16Mn和Q235，钢管厚度有1.5mm、2mm、3mm、4mm、5mm和
纯电动客车如今已经成为了中国乃至世界广泛推广和应用
7mm六种。电池组布置在车身骨架后部，采用上下两层的布置形
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