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王满光
西南师范大学育才学院
中植一客成都汽车有限公司 四川省成都市 ６１０１００
摘 要： 建立了纯电动公交车车身骨架结构的有限元模型，用HyperMesh进行前处理，生成计算输入文件，用ABAQUS进行了自由模态分析和静强度分析计算。提取了前十阶固有阵型和频率；得到了极限弯曲工况、极限扭转工况、紧急制动工况和急转弯工况等4个标准工况的强度结果。到了应力集中的位置，分析了应力集中的原因，给出了改进方法，最终使结构满足了使用要求。
关键词：纯电动客车，车身骨架，有限元，模态分析，强度分析
随着人们对环境问题的日益重视，以及国家政策的支持，越来越多的公交客车使用电能来作为驱动力。纯电动客车有零排放、噪声小、行驶稳定性高等优点。但由于纯电动客车的动力电池技术还没有发展的很完美，为了达到必要的行驶里程，必须安装足够的电池箱。这造成了车上的电池箱数量多，质量重，
提高了对骨架结构的设计要求。通过有限元分析的方法对车身骨架结构进行分析，可以指导设计，优化结构，缩短研发周期，降低研发成本。
1 车身骨架结构有限元模型建立
1.1 几何处理
本项目主要研究车身骨架结构，其为全承载式车身，骨架全部为矩管型钢材相互焊接而成，部分位置有钢板作为加强板。忽略小尺寸结构，比如小孔、倒圆角等[1]；忽略非承载构件，比如挡风玻璃、支架等；忽略车身蒙皮。
1.2 单元选择
当结构一个方向的尺度（厚度）远小于其他方向的尺度，并忽略沿厚度方向的应力时，用壳单元模拟计算可以得到很精确的结果[2]。本项目车身骨架主要为矩管，其厚度小于截面结构尺寸的1/10， 非常适合用壳单元进行模拟，所以采用四边形壳单元（S4）进行网格划分，在结构复杂处采用三角形壳
单元（S3）进行过渡。矩管之间的焊接采用
节点重合和刚性连接的方式模拟。载荷设置
成质量单元，用rbe3单元连接在车身相应
位置。
1.3 材料参数
车身材料主要为Q235钢和为Q345
钢。统一量纲后的钢材计算参数：弹性模量
空间数据库2.1E5MPa，泊松比0.3，密度7.85E-9T/漂亮女人电影下载
mm3，重力加速度9800N/T。
Q235钢，屈服极限235MPa；Q345钢，粗铅
屈服极限345MPa。
1.4 载荷施加
载荷有车上各种设备、车身附件、乘客、
流动资金需求测算
车身自重等。
2 骨架结构自由模态分析
客车在行驶过程中，往往会受到各种外
部激励的作用而产生振动，如果激励源的振
动频率与车身整体或局部结构的固有频率接
近或相同，就会产生共振现象。共振会带来
巨大的噪音、破坏车身结构[3]。所以本项目对
车身的固有频率进行了分析，来查看其能否
避开外界激励源的频率。
提取了除刚体模态外的前十阶阵型和频
队列队形变换率，频率如表1所示。
图1 车身骨架有限元模型
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