做座黄海牌某型13米三轴客车有限元强度分析

黄海牌某型13米三轴客车有限元强度分析

摘要：随着市场的发展，近年来国内许多厂商都开发出了13米客车，并不断投放市场，然而由于其相对于12米以内客车多了一根轴，为了解三轴客车的强度问题，我们对近期开发的某型13米三轴客车进行了CAE分析，并与试验结果进行了对比，提出了改进意见。

关键词：13米 三轴 客车 强度 分析

1 前言

黄海牌某型13米三轴客车是原11米客车造型基础上，底盘全新设计的三轴后置发动机客车，由于其载客量大，性价比高赢得了用户好评，本文是在产品开发初期进行的强度计算，并与试验结果进行了对比，找出了设计中存在的不足，为二轮设计改进提供了科学依据。

2 有限分析方法的要求

要准确模拟实际结构的受力状况，就必须做到有限元计算模型的准确。模型的简化要做到与原结构完全一致是不太可能的，但我们可以作到非常地接近它。要作到这一点，就要根据所分析结构的特点，选择合理的有限元分析单元，确定合理的结构边界条件，并具有良好的实际工作经验。

3 结构有限元计算模型的建立

3.1 单元的选择

根据客车骨架是由矩形钢管焊接而成的空间杆系结构的结构特点，结点一般选在杆件的交叉点上，连接两个结点的构件，视为一个单元。由于骨架结构的结点，一般用来传递轴力、弯矩和剪力，因此在计算中一般取构件为梁单元，将其简化为空间梁单元组成的空间刚架有限元计算模型。对客车骨架来讲，同时也为降低计算分析周期，本文主要以梁单元来模拟整车结构。

3.2 支承模拟

支承，也称边界条件，是模型化中最重要，也是比较困难的一个技术工作。不当的支承条件，会导致计算失败。

车身常见的支承和边界问题，一个是悬挂支承，一个是车身和车架之间的支承条件。处理悬挂支承的关键是保证车身承受的反力与实际条件相同。

车身承受的载荷很多，就其载荷性质而言，车身所受到的主要载荷为弯曲、扭转、侧向载荷和纵向载荷等几种。

3.4 计算工况

本次计算分析主要讨论比较危险的满载情况下的弯曲、左中轮智能型电缆故障闪络测试仪（闪测仪）开始投入使用悬空、右中轮悬空、左后轮悬空、右后轮悬空、PLEXIGLAS 材料利用日趋广泛向左转弯、向右转弯、制动等八种载荷工况。

4 模型介绍

根据多种计算方案对比，我们最终选择了一种方便易行的改进方案，见图示。

原结构模型

改进结构简图

5 改进前后效果对比

5．1 改进结构前后计算结果对比

5．2 原结构/改进结构各种应力云图对比如下：MX（箭头所指）为最大应力处

5.2.1 弯曲工况改进前后车架局部应力云图对比

6 计算结果

由于该车为后置车，后部载荷相对较大，通过计算表明该车局部应力值很大，特别是在后轮后地板横梁、地板梁与车架纵梁连接部位,以及后轮孔前后支撑梁、地板梁与侧围连接部位。

通过对比计算得出了行之有效的改进方案，使得该车可以满足日常良好路面的使用要求。(end)