纯电动城市客车全铝车身骨架轻量化分析

谢阁，何锋，蒋雪生，王铭昭

（1.550025 贵州省 贵阳市 贵州大学 机械工程学院；2.550025 贵州省 贵阳市 贵州长江汽车有限公司）

0 引言

城市客车的主要承载部件为客车整车骨架，通过整车骨架轻量化可以有效降低纯电动城市客车的质量和电能的消耗，提高续航能力，从而提升整车性能。

城市客车整车骨架轻量化主要通过轻质材料的应用[1]、采用轻量化设计方法[2]以及轻量化制造工艺[3]来实现。相关研究中，张琼[4]等人对比分析了高强度钢结构和铝合金车身结构在4 种典型工况下的最大位移变化量，其有限元分析中并没有对材料的屈服极限进行研究；冯遇坤[5]等人针对客车车身骨架采用铝合金型材替代钢制方管的可行性展开研究，但只分析铝合金型材壁厚与截面尺寸对结构弯曲刚度和扭转刚度的影响，不能充分减重；罗宾[6]等人对铝合金白车身展开轻量化研究，对白车身的弯曲刚度与扭转刚度进行灵敏度分析，再结合经验对杆件进行设计，耗时且不能充分减重。

本文通过材料更换、结构优化[7]以及灵敏度分析[8]，对纯电动城市客车整车骨架进行轻量化分析[9]，且能满足整车骨架结构的刚度强度性能。

1 骨架静力学分析

1.1 构建模型

运用UG 构建纯电动城市客车整车骨架结构模型，并将其导入HyperMesh 软件中进行静力学分析。该模型采用Q235 为车身骨架材料和Q345为车底骨架材料的封闭环结构，如图1 所示。

图1 城市客车整车骨架有限元模型Fig.1 Finite element model of urban bus frame

表1 为整车骨架材料属性。……