1、第23卷第7期 2006年7月公路交通科技Journal 0f Higllway柚d Transportation Research強d Devei叩nlent文章編號:10020268(200607014205低地板發動機后置式鉸接客車急轉彎特性有限元分析趙剛,何志剛,張敏中,朱茂桃(江蘇大學汽車與交通工程學院,江蘇鎮江212013摘要:對于客車車身來說,整體結構的有限元模型部分已經很成熟了。但是對于發動機后置式鉸接客車在急轉彎工況 下的結構有限元分析,尚不多見。文章基于有限元理論,對某型低地板發動機后置式城市鉸接客車結構進行建模和靜 態特性分析。在分析中以汽車各部件的實際連接關系的精確模擬

2、為出發點,考慮了鉸接盤處的轉動,建立車身有限元 模型,并結合國外大汽車公司的FEM行業分析經驗,著重考慮了汽車行駛時的急轉彎工況,建立了數學模型且對車 身強度進行了分析,其結果可作為車身骨架結構優化的參考。關鍵詞:車身;結構;有限元;急轉彎中圖分類號:u463.82+2文獻標識碼:AFEM Analysis of the Abrupt-tIlrIliIlg of Low-noor Rear Engine A硝clllated B吣 ZHAO Gang,髓2脅-gang,ZHANG Min-吐ong,ZHU Maotao(JiaIIgsu UniVersity,school of Automot

3、ive aIldTr幽c En百nee血g,JiaIlgsu zhenjiang 212013,ChinaAbstract:Forbus body,tIlere are well developed FEM models for tlle body stmctural.But for a abmpt-tuming situ撕on FEM analysis is not commoIIlyused for low-noor rear en舀ne articulated bus.Based on FEM theoIy,tle modeling and static analysis on one

4、low_n00r舭iculated bus is presented.During tlle瑚【odeling,me越iculatedpaIl tuming aIld me explicit modeling on t11e connections between the components is considered in detail.In the analysis pmcedure,abmpttuming case is mainly discussed based on山e FEM analysis experience8f而m foreign famous automobile C

5、o.Building tlle m訕ematics modeling甜ld analysis the stIess of tlle bus body.The resul協0f bus body stress distribution are heIpful for body structure,s design.Key words:bus_body;stmcture;FEM;abrupt.tuming0前言發動機后置式城市鉸接客車在急轉彎工況下的 結構有限元分析,國內的文獻并不多見。本文參照 國外汽車FEM分析行業的經驗,結合國內實際情 況,對汽車行駛時的急轉彎工況建立數學模型和有 限元模型加

6、以分析計算,并且詳細考慮了此工況下 的邊界條件。由于鉸接客車在行駛過程中存在鉸接盤處的轉 動,因此需要考慮到鉸接盤的受力分析,而相對于普 通客車而言建模和分析更為復雜,因此本文建立了數 學模型并詳細分析了在轉彎過程中各車輪所受的載 荷。本文以某型客車為例,對這種車輛在轉向時的受 力及整車的靜態特性進行了較全面的分析。收稿日期:20050329基金項目:江蘇大學青年科學基金資助項目(1241120003 公路交通科技 第23卷。一+%。o地。=%,×仁。札z-+2=一E嚴×2o一。=”,式中,m。,為后車廂簧載質量,%為后車廂質心處的側向加速度。低地板鉸接客車運動示意如圖5所

7、示,坐標變換如圖6所示。圖5運動示意圖 Fig.5MoveInentsketch map 圖中脅。一:,圖6坐標變換圖 Fig.6Coordinate anslation diagram 由坐標變換圖可知f U=yI cos乒(y2I 6l csinp【%+l nJ2=y1sinp+(y2吐,16-u1ccosp可知前車廂質心處的縱向加速度、側向加速度為 f%=yly2(J1【%=y2+yl1后車廂的為2%=五lM22=pl穢2(cJl+61cos9+(6擊,口:口。sinp+L。i2%=五2+M1l=p1刊21+61sin乳(6擊1叫2吲l1eos乒1cEJ:為準確地模擬在各種計算工況下的空

8、氣懸架系 統的邊界條件,采用圖1所示的等效計算模型,它 的線剛度為2K1=妣。(耐n其中,.j。為圖1中和的彈簧剛度之和,m為等效 計算模型中心至橫臂鉸接點的距離;n為橫臂長。則 懸架側傾角剛度為212由圖7知厶=西×口,=一只,對于橫向穩定桿這種實心圓截面軸來說2號爭,其中d為圓軸的直 徑,已知實心圓軸的角剛度為皓器=孚式中,G為切變模量;G,p為圓軸的扭轉剛度。當車廂發生小傾角d西,時,橫向穩定桿A、口端 的位移量為±牛d幣,轉動的角度為d西=±告d西。, Z Zn 故車廂受到的彈性恢復力矩距為d阽Kd咖=魯d西, 從而可得橫向穩定桿的側傾角剛度為=孚圖7橫向穩定桿受力示意圖Fig.7Landscape orientation stabilizer bar fbrce dia目ram1_乞Km,=Km,l+Km r2+Km r3+Km rh=剮等,2+c警,2+c警,2愕 式中,B。、B:、B,分別對應前、中、后橋的輪距, m。、m。分別對應前、中、后橋的等效懸架中心 至橫臂鉸接點的距