纯电环卫车箱体轻量化的有限元分析方法研究★

张俊伟，张 沛，张 喆，郭海乐，庞 明

（郑州宇通重工有限公司，河南 郑州 450000）

引言

近年来保洁类纯电动环卫车辆，在改善环境、降温除尘、绿化园林等方面发挥着重要作用[1]，并且在关键时刻还可作为紧急消防车使用。箱体作为承载介质的唯一部件，可靠性可以视为它最重要的指标。

轻量化设计对汽车行业，尤其对推动纯电动汽车的发展具有重要作用，在保证可靠性的同时具有降低整车质量、提升续时里程的优势。

CAE分析技术作为近年来新兴的研发技术。它基于计算机技术的高速发展，通过计算机软件对实际模型进行仿真分析，有效地解决了现代机械设计的复杂性，在很大程度上方便了机械工程的实际施工操作，也进一步提升了机械工程施工的效率和质量[2]。通过将CAE技术与机械设计相结合，对提高企业开发效率，降低验证周期与成本具有重要意义[3]。

1 创建箱体有限元仿真模型

1.1 三维模型建立

根据原始二维图纸建立箱体的三维数模，箱体通过辅梁支撑并与车架连接，箱体内部设置防波板。

1.2 建立有限元分析模型

箱体使用Q345-B材质，具体参数如表1所示。箱体使用工况主要为颠簸冲击工况，安全系数为1.1。因此型材许用应力为314 MPa。本文首先对箱体进行有限元网格模型建立，然后加载边界条件和载荷对其进行计算，建立有限元分析模型（见图1），其中箱体内部水的质量通过面压力加载到筒体上。

图1 箱体有限元模型

表1 材料参数表

1.3 结构强度性能评估

通过对模型的分析计算，得出其分析结果如表2所示。……