快速公交(BRT)客车的结构耐撞性仿真与改进

摘要

由于机动车发展过快，导致能源紧缺、能源价格昂贵，城市交通日益拥堵，城市环境恶化，快速公交系统被国际公认是应对上述城市交通问题的有效手段。世界上交通拥堵状况严重的城市，无论是发达国家还是发展中国家都正在纷纷实施快速公交系统。快速公交（BRT）客车一般由两节车厢通过中间的铰接装置相连，由于客车长度大裁员数量大，发生翻滚事故的后果将不堪设想。所以，对BRT客车进行车身结构强度和翻滚碰撞性能的研究就显得非常重要。
　　本文论述了汽车翻滚碰撞性能研究的重要性和具体研究方法，分析了国内外研究现状并介绍了常用的安全法规。首先参照BRT客车的CAD图纸在VPG中建立了骨架的几何模型，为了考虑侧面碰撞，进一步建立了BRT客车的剪力蒙皮，单元使用了Beam和Shell。参照国内的GB-T17578-1998客车上部结构强度的规定，采用有限元方法对某型BRT客车的翻滚碰撞试验进了计算机仿真模拟，通过动态显示(Explicitdynamic)方法，分析翻滚碰撞接触以后客车的变形、能量变化、加速度变化的情况。其次针对其他两种常见翻滚事故进行模拟仿真，并根据计算结果分析BRT客车上部结构骨架的耐撞性能。
　　根据分析出的结果，针对BRT客车侧围骨架的结构进行一定的改进，并在UG中建立改进前和改进后的侧围骨架几何模型，在Abaqus中进行静态加载可以在节约时间的前提下验证骨架的结构改造是否合理，随后用改进后的BRT客车模型进行上述的翻滚碰撞模拟仿真，并将改进前后的结果进行对比，确保改进的方法有可参考价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 常见事故分类及伤害原因

1．3 国内外研究现状

1．4 本文主要研究内容

1．5 本章小结

第2章 常用有限元软件及相关理论介绍

2．1 非线性动态有限元求解方法

2．2 显示积分算法的特点

2．2．1 显式积分算法的基本方程

2．2．2 显式积分算法的时步控制

2．3 沙漏现象及其控制

2．4 工程软件相关介绍及选用依据

2．5 本章小结

第3章 BRT客车有限元模型建立

3．1 建立客车的有限元模型

3．1．1 建立BRT客车几何模型

3．1．2 确定选用单元

3．1．3 网格大小设置

3．1．4 建立有限元模型

3．1．5 建立轮胎模型

3．2 本章小结

第4章 BRT客车侧翻实验仿真分析

4．1 BRT客车翻滚碰撞对成员影响

4．2 试验平台模型的创建

4．3 相关计算参数的设定

4．4 BRT客车侧翻分析过程

4．5 BRT客车碰撞结果分析

4．5．1 立柱变形分析

4．5．2 碰撞后生存空间分析

4．5．3 能量变化分析

4．5．4 整车加速度变化分析

4．6 本章小结

第5章 仿真结构设计与真实客车事故对比评价

5．1 坠翻事故模拟仿真

5．1．1 坠翻事故模拟仿真

5．1．2 碰撞模拟计算

5．1．3 计算结果分析

5．2 障碍物碰撞模拟仿真

5．2．1 障碍物碰撞模拟仿真

5．2．1 障碍物碰撞仿真计算

5．2．2 计算结果分析

5．3 结合实际情况对比分析

5．3 本章小结

第6章 BRT客车侧围各项性能改进

6．1 确定侧围改进关键位置

6．2 侧板性能改善及有限元分析

6．3 侧板性能前后对比

6．4 BRT客车改善后结果验证

6．4．1 客车翻滚仿真

6．4．2 客车坠翻仿真

6．4．3 客车与障碍物碰撞仿真

6．4．3 改进后生存空间分析

6．5 其他方面对车型改进的建议

6．6 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 课题研究总结

7．2 进一步工作的建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢