基于多目标优化的客车车身骨架轻量化设计探讨

李江

（南京金龙客车制造有限公司，江苏 南京 210000）

1 大客车车身骨架结构有限元分析

1.1 有限元建模

一些大型客车在整体结构布置上属于全承载式车身结构，总体来说具，有一定的合理性，但在运行过程中逐渐发现，车身存在变形梯度和应力分布的不均匀性。为了提升客车运行过程中的安全性和稳定性，会对汽车车身采用局部加强的方法，以确保整车质量达到预期要求。在大型客车车身骨架轻量化设计时，运用有限元模型技术对车身骨架的设计和生产工艺进行分析，将客车整体细化分为组件和部件，单独命名汽车的各个总成集合单元，按照前围、侧围、底架、后尾、前后悬架、顶盖和各个截面进行分类，合理设置每个梁柱的截面参数。而在这些部件和组件中，会将汽车车身骨架的关键点和单元等进行表现，从而使设计人员更好地对各个总成的受力进行分析，优化总成截面设计并对方案进行评价。对大客车车身骨架结构的有限元分析，符合汽车生产企业的设计和工艺流程。针对汽车车身骨架前后悬架结构的不同形式，可以建立等效的有限元模型，使车身骨架和等效悬架系统更加完整。图1 所示为车身骨架各总成部件和组件层次之间的关系。

图1 车身骨架各总成部件和组件层次之间的关系

1.2 载荷和边界条件

在进行客车车身骨架轻量化设计的过程中，对边界和载荷条件进行计算尤为关键，在计算荷载过程中，可以根据车身具体结构，将其划分为骨架、设备质量、乘员、非结构和行李等内容，其中，非结构质量涉及内饰地板和玻璃等，此时，可以根据非结构因子乘以结构质量的方式对其进行计算。……