客車側(cè)翻安全性改進(jìn)研究.pdf

1、近年來，隨著公路客運要求的不斷增加，客運汽車的安全問題日益突出。在美國，1999至2003年間，客車交通事故平均每年會造成40人死亡、18430人受傷，其中側(cè)翻、墜溝、墜河等占75％。在國外，關(guān)于客車側(cè)翻碰撞安全性，學(xué)者們主要按照歐洲ECE R66法規(guī)要求進(jìn)行客車車身上部結(jié)構(gòu)強度分析，其研究工作開展得比較深入。在國內(nèi)，大部分客車生產(chǎn)廠商對CAE技術(shù)的應(yīng)用主要集中在客車強度剛度分析、客車模態(tài)分析和路面譜響應(yīng)分析等，對客車碰撞安全性的研究還

2、沒有完全開展。通過對國內(nèi)一些客車側(cè)翻安全性工作的研究發(fā)現(xiàn)，其工作存在以下三個問題：⑴大多客車翻滾仿真僅利用能量守恒定理計算客車翻滾碰撞過程的初始角速度ω，而沒考慮客車的轉(zhuǎn)動慣量J，其得到的初始角速度值通常是不對的，導(dǎo)致仿真結(jié)果不正確。⑵很少采用殼單元進(jìn)行大客車整體車身骨架建模，多采用梁單元或梁單元與殼單元的混合模型，與實際符合度不好，且網(wǎng)格不夠細(xì)密，計算結(jié)果精度不高。⑶在進(jìn)行客車結(jié)構(gòu)改進(jìn)時，主要對整梁加厚或增大截面面積，不利于結(jié)構(gòu)的輕量

3、化。
　　 本文針對現(xiàn)有客車側(cè)翻安全性研究存在的問題，利用客車廠家提供的CAD模型，結(jié)合實車建立了客車的整車有限元模型(其車身骨架模型全部采用殼單元)。應(yīng)用能量守恒定理并考慮客車的轉(zhuǎn)動慣量計算出客車翻滾碰撞過程的初始角速度ω。利用LS DYNA軟件模擬了側(cè)翻時車身的動態(tài)響應(yīng)，結(jié)果表明客車車身結(jié)構(gòu)強度較小，車身側(cè)圍結(jié)構(gòu)變形超過乘員生存空間?；诜抡娣治鼋Y(jié)果，本文提出了四種改進(jìn)方案，對側(cè)圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，對材料參數(shù)進(jìn)行了改進(jìn)與試驗