[发明专利]一种客车结构优化方法

权利要求书

1.一种客车结构优化方法，其特征在于，所述客车结构优化方法包括如下步骤：

S1、建立整车梁单元初始模型，对其进行模态分析，并与同类型车的模态进行对比；

S2、根据对比结果，建立拓扑壳单元模型，同时删除其中所有梁单元；

S3、基于所述拓扑壳单元模型，定义优化分析工况的弯曲工况以及扭转工况；

所述弯曲工况包括：约束前轮胎接地点的所有平动自由度，约束后轮胎除行驶方向的所有平动自由度，将客车的载荷按照整车的设计质心，均匀地作用到车身上，所述扭转工况包括：约束左前轮右后轮的所有自由度，载荷按照前后轮轴荷，在右前轮和左后轮位置施加对应轴荷力；或者，约束右前轮左后轮的所有自由度，载荷按照前后轮轴荷，在左前轮和右后轮位置施加对应轴荷力；

S4、基于所述拓扑壳单元模型，定义拓扑优化的边界条件和目标函数；

S5、根据步骤S4的优化结果，对初始的拓扑壳单元模型进行修改，获得优化后的第一整车梁单元模型；

S6、按照整车参数配置表，将载荷作用到优化后的第一整车梁单元模型上；

S7、基于所述优化后的第一整车梁单元模型，定义优化分析工况的弯曲工况以及扭转工况；

S8、定义尺寸优化的设计变量；

S9、根据定义的优化设计变量及设计规范，确定优化区域方钢规格，获得第二整车梁单元模型；

S10、建立整车的壳单元模型，并按照整车参数配置表，把载荷作用到壳单元模型上；

S11、基于所述整车的壳单元模型，定义优化分析工况的弯曲工况、扭转工况、转向工况以及制动工况；

S12、对所述第二整车梁单元模型进行调整，确定最终结构优化方案。

2.根据权利要求1所述的客车结构优化方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述弯曲工况包括：约束前轮胎接地点的所有平动自由度，约束后轮胎除行驶方向的所有平动自由度。

3.根据权利要求1所述的客车结构优化方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述扭转工况包括：约束左前轮右后轮的所有自由度，释放右前轮和左后轮所有自由度；或者，约束右前轮左后轮的所有自由度，释放左前轮和右后轮所有自由度。

4.根据权利要求1所述的客车结构优化方法，其特征在于，所述步骤S11中，所述弯曲工况包括：约束前轮胎接地点的所有平动自由度，约束后轮胎除行驶方向的所有平动自由度。

5.根据权利要求1所述的客车结构优化方法，其特征在于，所述步骤S11中，所述扭转工况包括：约束左前轮右后轮的所有自由度，释放右前轮和左后轮所有自由度，载荷为1g的重力；或者，约束右前轮左后轮的所有自由度，释放左前轮和右后轮所有自由度，载荷为1g的重力。

6.根据权利要求1所述的客车结构优化方法，其特征在于，所述步骤S11中，所述转向工况包括：约束所有轮胎平动自由度，载荷为1g的重力和侧向加0.3g的加速度。

7.根据权利要求1所述的客车结构优化方法，其特征在于，所述步骤S11中，所述制动工况包括：约束所有轮胎平动自由度，载荷为1g的重力和车辆前进方向加0.6g的加速度。

8.根据权利要求1所述的客车结构优化方法，其特征在于，所述步骤S12具体包括：对所述第二整车梁单元模型进行应力分析，根据应力分析结果，对应力集中区域进行局部加强，或者调整斜撑的位置，确定最终结构优化方案。