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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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