氢燃料电池客车追尾碰撞分析与优化

发布时间：2023-08-08 18:54

　　客车作为公路客运最主要的运输方式,正在向着节能与环保的方向发展。氢燃料电池客车是一种零污染的交通工具,它的推广使用能缓解当前能源枯竭危机和因尾气排放造成的环境污染等问题。在关注新能源客车节能环保优势的同时,不能忽视新能源客车的安全性。一个良好的车身设计,可以提高车体的抗碰撞性能,减小对乘员的伤害。目前国内外各机构关于客车碰撞的研究,更多的是关注于正面、侧面以及偏置碰撞这三种形式,对客车追尾碰撞安全方面研究较少。氢燃料电池客车结构与传统客车有较大的区别,顶部安装有气瓶总成,后部布置有燃料电池系统,所以对氢燃料电池客车进行追尾碰撞分析,探讨提高客车追尾碰撞安全性的途径,对于新型能源客车的发展具有非常重要的现实意义和行业前瞻性,有利于提高我国客车产品的整体安全性能。本文以一款氢燃料电池客车为研究对象进行追尾碰撞研究。首先基于catia建立了客车的几何模型和车身总布置方案,并在hypermesh中建立客车有限元分析模型,其次在四种不同工况下对客车车身骨架结构进行了强度、刚度以及模态分析,分析结果满足客车设计要求。进一步考察客车后围在复杂条件下的碰撞安全性能,运用ls-dyna对该客车碰撞有限元...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
    1.3 论文的主要工作
    1.4 本章小结
2 客车有限元模型建立
    2.1 几何模型的建立
        2.1.1 模型简化
        2.1.2 模型建立
    2.2 总布置方案的建立
        2.2.1 整车参数
        2.2.2 总布置方案
    2.3 有限元分析法
    2.4 有限元模型的建立
        2.4.1 抽取中面
        2.4.2 网格划分
        2.4.3 连接处理
        2.4.4 材料添加
        2.4.5 载荷添加
        2.4.6 整车模型
    2.5 本章小结
3 客车车身骨架有限元分析
    3.1 静力学分析理论
        3.1.1 强度分析理论
        3.1.2 刚度分析理论
        3.1.3 模态分析理论
    3.2 工况约束
    3.3 强度分析
        3.3.1 弯曲工况
        3.3.2 制动工况
        3.3.3 转弯工况
        3.3.4 扭转工况
    3.4 刚度分析
        3.4.1 弯曲工况
        3.4.2 制动工况
        3.4.3 转弯工况
        3.4.4 扭转工况
    3.5 模态分析
        3.5.1 模态分析结果
        3.5.2 模态分析结果说明
    3.6 本章小结
4 客车追尾碰撞分析
    4.1 碰撞分析理论
    4.2 有限元模型设置
        4.2.1 初始边界条件的设置
        4.2.2 气瓶组模型的建立
        4.2.3 燃料电池系统外壳模型的建立
        4.2.4 整车模型
    4.3 车身变形分析
    4.4 气瓶总成分析
        4.4.1 气瓶支架位移
        4.4.2 气瓶口周围应力
        4.4.3 气瓶卡带应力
    4.5 能量分析
    4.6 本章小结
5 客车追尾碰撞结构优化
    5.1 优化方案
    5.2 后围传力梁研究
        5.2.1 不同截面传力梁的分析
        5.2.2 不同壁厚传力梁的分析
    5.3 后围吸能装置研究
    5.4 优化碰撞分析
        5.4.1 车身变形分析
        5.4.2 气瓶支架变形分析
    5.5 优化能量分析
    5.6 优化前后对比分析
        5.6.1 侵入量对比分析
        5.6.2 关键梁变形对比分析
        5.6.3 碰撞后效果对比分析
    5.7 其他研究对比分析
    5.8 本章小结
6 结论与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 展望与建议
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3840299