全承载式客车车身结构设计概述_朱强
全承载式客车车身结构设计管窥
全承载式客车车身结构设计管窥摘要:车身结构是影响车辆性能的重要因素，因此应重视对车身结构的研究。
我国的客车数量逐年增加，客车工业也在稳步发展，客车的质量也在不断地提升。
因此，为了更好地提升客车的质量与性能，文章从即将成为主流客车的全承载式客车入手，简要地分析和研究了全承载式客车车身结构设计。
关键词:全承载式客车;车身结构设计;客车结构设计一、客车结构设计的力学理论与非承载式客车和半承载式客车相比，全承载式客车的车身重量较轻，刚性和结构的强度更高，在进行制造加工时，构件成型过程更加简洁，材料的利用率高，整体的重心较低，车子的稳定性好。
全承载式客车最大的优势就是其较高的被动安全性。
但是，如果不注意车身机构的传力路线，就无法体现岀全承载式客车相对于其他两种类型客车的优点，会浪费制造材料，也无法保证安全性。
因此，在研究全承载式客车的车身结构时，就要对车身结构的传力路线进行分析。
非承载式、半承载式和全承载式这三种客车的分类是按照客车的车身结构的承载方式来划分的。
非承载式和半承载式客车都有一个较为明显的底盘大梁，但是全承载式客车的底盘是直接安装在车身的结构上的，整个车身具有整体性，是一体的。
山于全承载式客车的车身结构是山小截面的管材焊制成的。
这种小截面的管材沿杆向力的承受能力较强，但是抗弯曲能力较弱，易发生形变，因此应在进行结构设计时，通过巧妙合理的设计，将管材所承受的弯曲力转化为沿杆向力，来保持车身结构的稳定性。
所以，在进行设计时应更重视强度问题，而不是刚度，在进行车身结构的设讣时用强度理论进行控制。
使全承载式客车的车身结构满足并实现其对强度的要求，增强车辆的整体性能。
二、全承载式客车的车身结构设计（一）车身结构设计由于全承载式车身结构主要是由小截面的方钢结构构成的，这种结构应对承载的力进行设计和转移。
通过精密的计算和测试，来确定车身结构的承重力分布，探究出管材的形变规律，来对整体的结构进行调整，使承受力进行转变，降低管材的形变度，增强整体结构的强度。
机械毕业设计(论文)-6110型双层客车车身造型及骨架设计【全套图纸】[管理资料]
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扬州大学广陵学院本科生毕业论文毕业论文题目 6110型双层客车车身造型及骨架设计学生姓名专业机械设计制造及其自动化班级机械81001 指导教师完成日期2014年6月4日摘要6110型双层客车车身造型相当重要, 它直接影响整车的视觉效果。
文章简要介绍我国客车造型的发展和现状; 较详细说明客车整体、局部造型及内饰技术和在造型中应注意的一些问题, 并展望我国客车造型未来的新局面。
6110型双层客车车身设计是设计过程中非常重要得一个环节。
车身根据其承载形式可分为承载式，非承载式和半承载式。
按结构划分，整个骨架分为前围、后围、左侧侧围和顶盖五大部分。
全套图纸，加153893706本次毕业设计主要采用auto CAD软件设计发动机后置的城市中型客车车身骨架的设计过程。
文章主要阐述了车身骨架设计原则及依据，介绍了各种车身骨架结构形式，给出了车身骨架设计过程结构与尺寸，并对车身骨架进气体保护焊焊接。
行了车身骨架的受载分析和强度分析，，车身骨架采用CO2关键词：6110型双层客车造型设计骨架承载式受载焊接ABSTRACTThe importance of busmodeling directly influences the bus vision . Th is article briefly introduces Ch inese busmodeling development and p resent situation,more detailedly describes the w hole and partial area modeling, trim tech2nology and some questions needing attention. It also look s forw ard to the future new situation of Ch inese busmodel2ing.The 6110body design is an automobile design process Central Africa constant weight fine automobile body acts according to its load bearing form to be possible to divide into the load bearing type, non-load bearing type and half load bearing type. the side encircles with the roof panel five major parts.Mainly I use auto for this graduation project the CAD software design engine postpositioned city medium passenger train body frame the design article mainly elaborated the body frame principle of design and the each kind of body frame structural style, has given the body frame design process structure and the size, and carried on the body frame to the body frame to carry the analysis and the intensity analysis, elaborated the body frame manufacture order to satisfy the skeleton the intensity request, the entire body frame uses the CO2 shielded welding welding.Key word: 6110Automobile body Modeling Carcase Design Skeleton Load bearing Welding目录第一章绪论 33 国内外客车的发展现状和对我国长途客车要求的分析 3设计基本思路的定位 56 我国的客车发展现状 6客车制造工艺的发展 7车身造型 9综合性能新技术10新材料10新工艺11 第二章 AUTO CAD 在6110型双层客车设计上的应用1112AUTO CAD绘图软件介绍12 AUTO CAD绘图软件包的特性12AUTO CAD系统的设备组成12计算机12外部设备12 用AUTO CAD 设计提高绘图速度的方法13 建立常用符号库13建立标准件和标准型材库13开发编辑命令14建立总成图形库14相关总成直接调用14 6110型双层客车应用AUTO CAD的设计优点15 第三章 6110型双层客车车身骨架设计原则和依据16 车身骨架的作用1616本课题骨架的设计依据18 第四章各种车身骨架结构形式分析186110型双层客车客车车身结构型式分析191919 第五章 6110型双层客车车身骨架主要尺寸及结构形式确定23232323前、后围骨架设计与分析25顶盖骨架设计与分析26 第六章 6110型双层客车车身骨架强度计算2828292933 第七章 6110型双层客车车身骨架制造工艺过程37 车身骨架的制造37376110型双层客车车身骨架五大片的合理划分38 6110型双层客车骨架的焊接工艺38 气体保护焊38 CO26110型双层客车车身骨架五大片的组焊39整车骨架联装组焊40 第八章设计评价分析414142 结束语43 致谢44第一章绪论国内外客车的发展现状和对我国长途客车要求的分析当今客车的发展日新月异。
某大型全铝全承载城市客车车体骨架设计开发
某大型全铝全承载城市客车车体骨架设计开发随着城市化的不断深入，轨道交通的发展已经不能满足人们的出行需求，城市客车逐渐成为了城市出行的主要交通工具之一。
然而，传统的城市客车车体骨架多采用钢材作为主要材料，重量大、磨损严重，难以满足人们对于安全性、舒适性和环保性的不断提升的需求。
因此，研究开发一种全铝全承载城市客车车体骨架成为了当前研究的热点之一。
全铝全承载设计是一种采用高强度铝合金材料，将车体骨架与外观整体化设计相结合的新型设计。
这种设计可以将车身重量降至最低，同时提高车身安全性和使用寿命。
在此基础上，对于该设计方案的开发也需要具备以下的几个阶段：1、确定研发需求：开发一种全铝全承载城市客车车体骨架需求分析，包括功能、性能、外观、材料等方面的要求，并作为开发的基本方向。
2、设计方案确定：针对需求分析，制定出一套全铝全承载城市客车车体骨架的设计方案。
设计方案应重点考虑车辆的舒适性、安全性、外观、运行成本等方面。
3、原型设计制作：根据设计方案进行原型设计制作。
测试原型机在各种环境下的可靠性、定位、安全度、悬挂、行驶困难度、离地距离、噪音参数和运行成本参数等各项指标，确保设计方案的稳定可行性。
4、原型试验：将原型机进行模拟试验，测试其在道路行驶、安全性、整车性能等多方面的情况，确定该方案的技术可行性。
5、大量生产定制：确定原型机的所有设计、试验都符合需求，并达到预期的性能指标后，进行大批量生产定制。
全铝全承载设计可以在不降低车身强度的同时，大幅度降低车身重量，加速车速、减少油耗，提高车辆燃油效率。
而且，这种设计采用的高强度铝合金材料对于车身零件的制造和维修都变得更加简单和便捷，有效地降低了车辆维修成本，提高了车辆的整体经济性。
总之，全铝全承载城市客车车体骨架的开发是一个高难度的工程，需要设计人员、工程师和研发团队的齐心协力，需要不断的实践、探索和创新。
只有不断地进行技术革新和优化才能够达到更好的设计效果，为城市客车的发展注入新的动力，同时也可以提升城市客车的市场竞争力。
客车车身结构及其设计概述
客车车身结构及其设计概述1. 引言客车是指设计用于运送乘客的道路交通工具，通常用于长途旅行、城市公交和旅游等领域。
客车的车身结构是其重要组成部分，它不仅承担着承载乘客和货物的功能，还需要具备良好的舒适性、安全性和稳定性。
本文将对客车车身结构及其设计进行概述。
2. 客车车身结构客车的车身结构通常由车身骨架、外包围件和内部设施组成。
2.1 车身骨架车身骨架是客车车身的主要承载结构，它由各种金属材料制成的框架组成，常见的材料包括钢铁和铝合金。
车身骨架的设计需要考虑到承载能力、刚性和重量等因素，以满足车辆的使用要求。
2.2 外包围件外包围件是车身的表面覆盖部分，它不仅起到美观的作用，还能提供保护车辆内部设施和乘客的功能。
外包围件通常由塑料或纤维增强复合材料制成，这些材料具有较好的抗冲击和耐候性能。
2.3 内部设施内部设施是指车辆内部的座椅、行李架、通道等部分。
这些设施需要根据客车的使用目的和舒适性要求进行设计，以提供乘客良好的乘坐体验。
3. 客车车身设计概述客车车身设计需要考虑以下几个方面：车身结构设计是客车设计的基础，它需要满足载荷需求、安全性要求和制造成本等方面的要求。
设计师需要选择适当的材料和结构形式，并对结构进行优化，以提供良好的结构强度和刚度。
3.2 空气动力学设计客车的空气动力学特性对其行驶稳定性和燃油经济性有重要影响。
设计师需要通过优化车身外形和空气动力学细节，降低风阻系数，减小空气阻力，提高车辆的行驶稳定性和燃油经济性。
3.3 隔音与隔热设计客车的隔音与隔热设计是为了提供乘客良好的舒适性。
设计师需要选用合适的隔音和隔热材料，并合理布置车身结构和密封件，以降低噪音和热量的传递。
安全是客车设计的重要考虑因素。
设计师需要采取安全性设计措施，如设置安全气囊、加强车身结构、提供紧急逃生通道等，以提高车辆在碰撞和紧急情况下的安全性能。
4. 总结客车车身结构及其设计是客车设计中的重要部分。
良好的车身设计能够提供良好的承载能力、舒适性和安全性，进而提高乘客的乘坐体验和行驶安全性。
客车全承载产品知识及产品关键特性
8-9.49 2006 2007 232 340 0 10 0 0 242 2.1% 11381 97.9% 0 14 0 0 354 4.5% 7440 95.5%
小计 956 0 88 0 0 1044 3.3% 30180 96.7%
2005 52 14 1 0 6 73 0.9% 8465
9.5-10.99 2006 2007 84 58 13 8 0 7 112 1.1% 10503 10 17 0 0 85 1.2% 6866
该形式的车身具有 较大的抗弯曲和抗扭转的刚度，质 量小，汽车质心低，高速行驶稳定性较好,但由于道路 负载会通过悬架装置直接传给车身本体，因此噪音和 振动衰减要求更高。
2.2、整体承载式车身(integral construction)：此种结构是整个车身都参与承 载，在承受载荷时，“牵一发而动全身”，其本身就可以根据自然法则，自动调 节，以强济弱，使整个车身壳体达到稳定平衡状态。
小计 194 37 26 0 13 270 1.0%
2005 594 139 378 2 97 1210 10.4%
11-13.7 2006 2007 490 422 179 479 1 79 1228 10.3% 10677 89.7% 183 467 36 23 1131 12.6% 7838 87.4%
说明：国内通称的全承载车身即指承载式车身
三种技术路线对比 1、典型特征对比 典型特征 非承载式车身 半承载式车身 承载式车身
独立车架
车身与车架联接方式 承载主体 2、性能对比 性能项目 安全性 燃油经济性
有
挠性联接 车架承载
有，目前有直大梁、三段式结构
刚性联接 车身部分参与承载，车架为主
无
浅议全承载式客车车身结构设计
浅议全承载式客车车身结构设计作者：董静宇王修儒陈兆胜来源：《农家科技下旬刊》2018年第01期摘要：进入21世纪以来，我国客车制造行业发展迅速，客车的结构设计技术也不断得到优化。
在客车的车身结构设计中，全承载式已经逐渐成为主流趋势。
本文以全承载式客车的车身结构为研究对象，分析了车身结构设计的原理和步骤，希望能够为我国客车质量和安全性的提升提供建议。
关键词：全承载式；客车车身；车身结构设计全承载式客车的车身是由若干小断面的矩形钢管焊接起来构成的，这种车身结构一般具有承载能力强、稳定性高、舒适平稳以及较为安全等优势，所以在我国当前的客车车身结构设计中通常都会采用这种形式。
本文对全承载式客车车身结构的设计理论进行说明和分析，并强调了在车身结构设计中应该注意的问题。
一、客车车身结构设计中的力学原理在客车车身结构的设计方面，一般可以根据车身的承载方式分为三种：全承载式、半承载式、和非承载式。
这种承载方式的区别在于，全承载式车身是一个整体结构，其底盘结构中的部件都设置在车身结构中。
而半承载式和非承载式的车身结构不是整体的，在车身结构中有明显的底盘大梁。
车身结构的不同就决定了客车的受力情况也是不同的，全承载式客车的车身由若干小断面的矩形钢管焊接而成，这种钢管的抗弯、抗折能力比较差，但是在杆向力的承受方面比较强，因此在车身结构的设计中，通常是要尽量将客车行驶过程中产生的弯折力转变为杆向力，以此来提升车身结构的承受能力。
而半承载式、非承载式的车身结构是通过车辆的底盘结构来承受车辆在行驶过程中产生的弯折力，以此来调整客车在行驶过程中发生的扭曲和变形。
二、全承载式客车车身结构的设计1.预设计阶段的设计内容预设计阶段主要指对客车的总体设计与结构布局，通常要根据将要生产的客车的种类和型号要求来确定客车的长度、宽度、截面曲线、轴距等参数指标，在这些指标确定下来之后，才能够进一步确定客车中玻璃的分配、车门的位置、行李舱的高度和分块等问题，待各个配件位置和参数指标等确定之后，客车车身的总体设计布局也就基本完成了。
全承载框架式车身结构
承载式客车车身结构所谓承载式车身结构是指底架、顶盖骨架、前围骨架、后围骨架、侧围骨架合为一体，采用各种截面的异形钢管拼焊而成的一个整体承载结构。
该整体结构承受全部载荷，在局部区域（如悬架安装区域、动力总成安装区域和转向系统安装区域等），为了提高局部强度、安装定位精度、生产工艺性，可采用加焊板、筋、箱状构件或槽型构件。
非承载式车身结构通常存在一个前后端通长车架纵梁，其主要受力也是由这个车架纵梁结构承受，具体表现为纵梁结构受弯曲和扭转应力。
而承载式车身结构整体也受弯曲和扭转应力，但对于组成其结构的各杆件来说主要承受轴向应力，基本不或很少承受弯曲和扭转应力。
根据大客车车身上部和下部受力程度之不同，承载式车身结构又分为基础承载式和整体承载式。
整体承载式车身结构是整个车身都参与承载，车身的上部和下部结构形成统一的整体，其车身断面见图下图（b）；基础承载式车身是将车身侧围腰线以下部分（包括窗下横梁以下到地板的侧壁骨架和底部结构）设计成车身的主要承载件，其车身断面见图（a）。
因整体承载式车身制造工艺复杂，通常行业采用基础承载式结构居多，如下图（c）和（d）两种具体结构形式是目前主要采用结构形式。
（c） （d）基础承载式承载式车身结构，举例如下：按行业传统方式划分，承载式车结构由顶盖骨架、前围骨架、后围骨架、侧围骨架、底骨架六个部分组成。
综上所述，承载式车身结构关键性主要特征如下：1、没有独立底盘及底盘车架，整车结构容为一体，全体车身参与承载；2、车身整体一次焊接成型后电泳或涂装，不存在传统的车身和底盘之间的焊接。
3、所有功能件都安装在一体的车身结构上，如发动机、悬架和底盘其它附件等。
4、具体结构上，承载式车身结构采用各种截面的异形钢管拼焊而成的一个整体承载结构，在前、后悬架区域因考虑便于定位，提高装配精度及工艺性，可采用局部加强结构，如加入剪力板板或植入槽钢。
全承载式电动客车车身结构设计
根据优化结果设计全承载式车身,并对优化再设计后的车身骨架 进行模态、刚度和强度分析。对比初始状态、初步改进方案及 全承载方案的整车性能分析结果,全承载式车身的弯曲刚度相比 于原结构增加69.9%,扭转刚度相比于原结构增加91.2%。
强度分析结果表明各工况整车最大应力值均有较大幅度的下降, 车身结构强度明显增强。同时相比于初始状态的整车骨架质量 降低96kg,降幅达到10.16%。
分析在水平弯曲、紧急制动、极限扭转、紧急转弯四种典型工 况下的车身骨架的应力分布状态,并针对高应力区域提出改进方 案。改进后的车身骨架强度分析结果表明,对上述应力集中区域 改进后应力分布有所改善,各工况最大应力值均有不同幅度降低, 整车骨架减重22.5kg,较多杆件仍有优化空间。
而原车型车架为三段式车架,前后段大梁采用大尺寸的双层槽形 钢,质量较大且强度、刚度较全承载式车架弱,在此基础上提出 全承载式车身设计方案。进而,选定对整车性能贡献较大,且优 化潜力较大的底架、侧围骨架作为优化区域,在弯曲和扭转两种 最典型的行驶工况下,对其进行拓扑优化。
最后,在企业帮助下制作样车白车身,对其进行静态强度试验。 试验采用电阻式应力应变仪,选取最危险的紧急扭转工况作为测 试工况。
试验结果表明,试验与仿真分析的测点的应力值误差在20%以内, 仿真分析结果具有较高可信度,优化设计后的车架力学性能满足 使用要求,优化后再设计的全承载式车身结构安全可靠。
针对客车市场需求以及纯电动客车研发现状,本文以厦门金龙旅 行车有限公司开发的某款7米纯电动客车车身骨架为研究对象, 采用CAE分析手段实现该款车型的整车性能分析及车身结构优化 设计。并且根据优化设计后的结构制作样车,对该样车进行静态 强度试验,以验证其耐久可靠性。
Hale Waihona Puke 首先,根据建立的客车骨架的三维UG模型,在HyperWorks有限元 软件中建立该款客车骨架的有限元模型。计算出其低阶固有频 率、模态振型以及弯曲刚度和扭转刚度,作为参考的初始值。
全承载客车车身设计分析与研究的开题报告
全承载客车车身设计分析与研究的开题报告一、选题背景目前，全承载客车越来越受到人们的关注。
由于全承载客车具有体积小，载客能力大，行驶稳定，结构简单等特点，因此在城市公交、旅游巴士、校园班车等领域应用广泛。
但是，全承载客车的车身设计与结构分析仍存在许多问题需要解决，如承载能力、安全性能、舒适性等方面的问题。
因此，本课题旨在对全承载客车的车身设计进行分析和研究，探索其承载能力、安全性能、舒适性等方面的优化问题，并提出相关的改进建议。
二、研究内容1.全承载客车的车身结构分析对全承载客车的车身结构进行分析，了解其特点，为后续的研究提供支持。
2.全承载客车的承载能力分析通过分析全承载客车的承载能力，探索其载客能力，包括座椅布局、安全设施配置等方面的优化措施。
3.全承载客车的安全性能分析对全承载客车的安全性能进行分析和评价，包括车身结构、碰撞测试等方面的研究，提出优化措施。
4.全承载客车的舒适性分析对全承载客车的舒适性进行分析和研究，包括噪音、振动等方面的评价，并提出改进建议。
5.全承载客车的设计优化通过对全承载客车的车身结构、承载能力、安全性能、舒适性等方面的分析，提出相关的设计优化建议。
三、研究方法本研究采用文献资料法、实验法与仿真方法相结合的研究方法。
1.文献资料法收集全承载客车相关的专业文献、标准规范和技术资料，对全承载客车的车身设计和结构进行梳理和分析。
2.实验法通过对全承载客车的车身结构、承载能力、安全性能、舒适性等方面的实验数据进行测试分析，以获取物理参数，并进行分析。
3.仿真方法采用软件仿真技术，构建全承载客车模型，并进行相关的仿真模拟，以验证优化后的设计结构对车辆的影响。
四、预期成果通过对全承载客车的车身设计进行分析与研究，预期将得到以下成果：1.针对全承载客车的结构特点，提出相应的优化设计方案。
2.通过对全承载客车的承载能力、安全性能和舒适性等方面的分析和评价，提出相应的优化建议。
3.提高全承载客车车辆的安全性能和舒适性，为客户提供更好的使用体验。
承载式客车车身骨架尾部结构分析与改进
承载式客车车身骨架尾部结构分析与改进作者：李世喆来源：《时代汽车》 2018年第9期摘要：随着我国国民经济的快速发展，交通行业也呈现出一番生机勃勃的景象，作为一种常用的交通工具——客车，其车身的设计与人们的生命财产安全息息相关。
本文就承载式客车车身骨架尾部的结构进行分析，并对其加以改进和创新。
关键词：承载式客车；车身骨架；结构1引言客车车身的骨架是由多根焊接的钢管组成的一种定杆系结构，其自身具有结构复杂、难度系数大等特点，作为开发车身的重要环节——车身的骨架传力路线的设计对于整个客车的性能和安全至关重要，只有在充分满足车身韧性以及稳定性的同时，合理设计车身的传力路线，才能更好的改善客车的性能，进而实现客车成本最小化的目的。
2承载式客车结构的概述承载式客车的结构主要包括了客车车身的结构底架、车身的左右两侧、车身前后以及车的顶棚共同组成的结构框架，通过车辆不同结构的特点，进而形成一个有机的整体，优化了车辆的动力悬置部位以及车身的悬架部位。
之所以会采取侧围骨架以及轮罩骨架的结构来完善和优化车辆的整体性能，是因为车辆的车轮结构不会自成一体，形成一个有机的结构。
而车辆的主要部件也囊括了轮罩结构骨架，因为全承载的车身是不包含底架结构的。
因此，全承载式客车车身的上半部分与下半部分的受力差别较大，而车辆的车身结构包含了整体性承载式结构与基础性的承载式结构，而在我国将这两种车身结构统称为全承载式车身结构。
3承载式客车车身骨架的结构特点3.1 承载式客车产品结构特点目前针对我国承载式客车而言，以VOLVO公司生产的VOLV06563型号的客车以及奔驰公司生产的CITARO型号的客车为例，这两种承载式客车的结构均具有独立的前后底盘。
与此同时，这两种型号车辆的模块及尺寸都有所不同，VOLV06563将自身的横断面作为结构主体，底盘的零部件采取后装的形式，而CITARO的结构则将车身的底盘进行分模块的供应。
除此之外，两种型号的结构特点也有所不同，VOLV06563的车身骨架与底架融为一体，并且其架底的结构为小槽梁或矩管，而CITARO则具有独立的底盘结构和零部件。
一种全承载式客车车身结构[实用新型专利]
![一种全承载式客车车身结构[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6f903686b84ae45c3a358c74.png)
专利名称：一种全承载式客车车身结构
专利类型：实用新型专利
发明人：庞青年,郭爱宏,李冬梅,李建芳,陈新第,周盛明,陈国华,邸万辉,刘丹,傅慧聪,郑金春,陈添满,陈炜
申请号：CN201120218890.5
申请日：20110624
公开号：CN202264822U
公开日：
20120606
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于汽车制造类，具体是一种全承载式客车车身结构，由左右侧墙骨架、前脸骨架、前顶额骨架、后墙骨架、车顶骨架、座椅安装地板骨架、行李仓地板骨架和前中门楼梯连接为一整体结构，车顶与侧墙呈圆弧状连接，车顶内外表面分别和侧墙内外表面相切且过渡连续平滑，拱形车顶横梁、前倾式侧窗弧梁、侧墙立柱、座椅安装地板骨架横梁和行李仓地板骨架双横梁构成日字形封闭力环结构，整车强度大，而且由于各钢管构件都通过有限元分析计算优化后的结构搭建，使整车具有重量轻、重心低，安全性能高，制造成本低、行驶速度快、承载量大的优点。
申请人：青年汽车集团有限公司
地址：321016 浙江省金华市经济开发区八达中路501号
国籍：CN
代理机构：金华科源专利事务所有限公司
代理人：黄飞
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全承载式客车车身结构设计
全承载式客车车身结构设计
姚成;朱铭
【期刊名称】《客车技术与研究》
【年(卷),期】2008(030)002
【摘要】介绍客车车身结构设计的力学理论,结合金旅公司已开发的具有自主知识产权的全承载车身,详细叙述全承载式客车车身结构设计采用的方法与流程,提出全承栽式客车车身制造时要注意的问题.
【总页数】4页(P13-16)
【作者】姚成;朱铭
【作者单位】厦门金龙旅行车有限公司,福建,厦门,361062;厦门金龙旅行车有限公司,福建,厦门,361062
【正文语种】中文
【中图分类】U463.82+2
【相关文献】
1.全承载式客车车身结构有限元分析与改进 [J], 沈光烈;李波;黄昶春;韦志林
2.全承载式客车车身结构轻量化设计 [J], 王思祖;黄鼎友;曹佳;任明辉
3.全承载客车车身优化结构设计分析 [J], 魏巍
4.全承载式客车车身结构轻量化研究 [J], 郭聪聪;朱思贤;祝国强;陈子阳
5.全承载式电动客车车身结构设计研究 [J], 朱铭
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客车的承载式车身结构分析
客车的承载式车身结构分析
黄金陵
【期刊名称】《《汽车工程》》
【年(卷),期】1990(000)002
【摘要】本文通过对客车车身结构的力学分析,来探讨应力蒙皮等构件对车身强度、刚度及动态特性的影响和作用。
建立了各种模型,通过计算分析对DD680车身的
强度进行评估和改进。
最后根据计算结果总结出的规律,来说明承载式车身合理的
结构型式。
【总页数】9页(P44-52)
【作者】黄金陵
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】U463.822
【相关文献】
1.某非承载式客车车身结构分析与改进 [J], 林圣存;吴磊;梁卓
2.承载式客车车身骨架尾部结构分析与改进 [J], 林志立;沈光烈
3.非承载式SUV白车身结构分析及优化 [J], 韩红阳;陈有松;徐颖;王树英
4.基于有限元法的半承载式客车车身结构分析 [J], 尹茂华
5.承载式客车车身骨架尾部结构分析与改进 [J], 李世喆
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全承载式客车车身结构设计概述
朱强
（郑州大学机械工程学院 450001）
摘要：本文概述了全承载式客车的发展过程，介绍了全承载式客车车身的结构设计特点和优缺点，列举了国内外的发展概况和研究现状，表明全承载式客车车身结构设计是适合未来发展的主流。
关键词：全承载车身结构设计现状
0 前言
随着全球气候变暖、大气污染加剧和石油资源过度消耗，节能与环保已成为世界的焦点，发展节能型、环保型汽车成为汽车产业可持续发展的必然选择。
我国正在大力倡导可持续发展，建立资源节约型和环境友好型社会，汽车轻量化对于我国节能减排战略具有重要意义。
汽车轻量化是改善燃油经济性、减少污染物和碳排放的一项重要措施。
有研究表明，若汽车整车质量降低10%，燃油效率可提高6%~8%；汽车整备质量每减少100千克，每百公里油耗可降低0.3~0.6升。
汽车轻量化是指，在保证强度和安全性能的前提下，尽可能降低汽车的整备质量，从而提高车辆的动力性、减少燃料消耗，降低排放污染。
汽车轻量化是通过产品结构和形状的设计优化，先进的加工技术应用，轻量化材料的合理应用来实现，这实际上是一项复杂的系统工程。
对于大型客车企业而言，客车的轻量化相关问题，更是具有现实的意义和突出的经济效益。
通常车身重量占到整车重量的40%左右，因此，车身的轻量化对于整车系统的轻量化起着举足轻重的作用。
源于飞机设计技术的全承载式车身结构设计，具有车身整体承载能力强、材料利用率高、质量轻、技术先进等特点，成为通过结构优化实现整车轻量化的重要途径之一。
图1 宇通新能源公交巴士
1 全承载客车技术的发展
世界公认最早使用全承载技术的客车企业为德国的凯斯鲍尔（现更名为Setra，德文解释为全承载之意）。
20世纪50年代，德国凯斯鲍尔公司借鉴飞机骨架的设计想法，在客车设计中首次采用全封闭的车身结构，这被认为是最早的全承载式客车。
这种车身结构具有安全性高、舒适、质量轻等一系列优越性能。
随后，尼奥普兰和MAN等公司也纷纷效仿，采用全承载技术开发各自的客车车身。
目前，欧洲城市客车使用全承载式车身结构已较为普遍，且技术也相当成熟。
全承载作为轻量化技术在客车上应用的典型代表，在我国市场也得到了高度认可，安凯、青年、宇通、金龙等众多企业正逐步在掌握这项技术。
1993年，安凯客车率先在国内引进德国凯斯鲍尔的生产技术，通过与Setra技术合作，并结合中国的实际，安凯生产了Setra 品牌豪华客车，主要用于长途客运市场。
2002年，宇通客车与MAN合作生产“欧洲之星”
高端客车，MAN的全承载技术进入中国市场。
2004年，青年尼奥普兰引进德国尼奥普兰的技术，将其全承载技术应用于高端产品。
2006年，丹东黄海携手MAN打造了18米低地板、铰接式城市客车，在城市客车上推广使用MAN的全承载技术。
2 全承载客车车身的结构特点
全承载车身结构是指底架和车身前后围、左右侧围及顶盖构成一个整体框架，形成桁架结构。
这样，可使整车质量大幅降低，同时，整车强度显著提升，当发生碰撞、翻转时，冲击力能迅速分解到全车骨架各处，形成全骨架都承载的效果，极大提高客车的安全性能。
而且，采用全承载车身结构将能更好实现等强度设计要求，更容易实现整车轻量化设计。
全承载客车具有三大显著特点：车身整体承载能力高、质量轻、材料利用率高。
全承载式车身结构稳定性更好、安全性更高，另外，全承载车身还具有乘坐舒适性好、噪音低、视野更宽阔等优点。
当然，全承载式车身结构设计也会带来一些问题，比如车身骨架尺寸精度要求高、焊接位置增多、焊接变形和残余应力更复杂、制造工艺成本提高等等。
按照实际承载形式不同，客车车身主要可分为三类：非承载式、半承载式和全承载式[1]。
这三种结构形式最大的区别在于，非承载式和半承载式车身均存在一个明显的底盘大梁；而全承载式车身则为一个整体结构，底盘系统件直接安装在车身上。
目前，市场上非承载式结构的应用已很少，主要为半承载式和全承载式车身结构。
全承载式结构打破了传统客车底盘加车身的分体模式，该车身结构也被形象称为“鸟笼式结构”。
依据客车车身上部和下部受力程度的不同，承载式客车车身又可分为两种：基础承载式和整体承载式[2]。
对于基础承载式，车身侧围腰线以下部分为车身的主要承载件，而车顶为部分承载件。
这种形式车身较适宜用于长途客车或旅游客车。
对于整体承载式，整个车身都参与承载，起到“牵一发而动全身”的效果，使车身整体达到稳定平衡状态。
相比而言，这种形式车身较多用于低入口、低地板城市客车。
3 全承载式客车车身结构设计方法
目前，全承载车身结构主要采用小截面管材组焊而成，小截面管抗弯、抗扭能力弱，而承受杆向力的能力较强。
因此，在设计这种车身结构时，应当采取“强度理论”控制，着重关注各杆件自身的强度是否合适[3]。
另外，应该注意合理规划传力路径，保证车身两侧壁在垂直面内有较大刚度。
承载式车身的主要传力部件为车架纵梁、车架横梁、侧壁和顶盖[4]。
全承载式车身构成一种整体框架式结构，利用立柱、横梁、纵梁、斜撑等整车骨架前后贯通，上下相连，形成有效封闭的力环结构。
在受到冲击或碰撞时，作用力通过力环结构迅速分解到车身各处，由车身整体来承载作用力，其应力水平大大降低，从而减少单点强烈的塑性变形，充分保证了乘客的安全[5]。
在全承载式客车车身结构设计方面，要求有足够的计算软、硬件技术的支撑，当前有UG为代表的客车三维设计的软件系统。
同时，全承载客车技术的车身设计，对工程技术人员的要求也愈来愈高，具体反映在两个方面：一是结构设计要求自顶向下设计、从总体设计向单项设计的系统设计思想，与传统设计思想有较大区别；二是结构有限元分析在全承载技术条件下，要求更高，必须要在计算机上完成，这将最终决定整车设计的成败与否。
初步完成全承载式车身的结构设计之后，通常需要精确建立车身骨架的参数化三维模型，进行车身结构的有限元分析，准确获取车身结构的静、动态特性，进而实现车身结构的优化设计和完善。
对车身结构进行优化设计，通常是以刚度、模态作为约束，获得车身重量最小化。
对全承载式车身结构进行有限元模态分析，同样是一项重要工作，可确保车身具有良好的动态特性。
通过分析车身的振型及固有频率，可指导结构设计改进，主要采取的评价原则为，整车一阶弯曲和一阶扭转频率，应高于悬挂下共振频率，且低于发动机怠速频率，
防止客车共振；避免固有频率过低的局部模态，车身振型应尽可能光滑，避免发生突变。
图2 某全承载式车身结构骨架
4 结论
随着石油资源过度消耗、大气污染加剧，绿色节能、低碳环保已成为当今世界各国经济、科技发展的主旋律。
为了应对日益严峻的能源危机和环境问题，汽车的轻量化问题研究，已成为一项紧迫的关键性课题。
全承载式车身的结构设计，能有效降低客车整车质量，同时提高乘员乘坐的舒适性和安全性，正被越来越多的汽车企业所采用。
可以预见，随着国内众多客车企业和科研人员对全承载技术的不断深入研究，全承载式客车必将成为未来中国市场的主流。
感谢“汽车轻量化及零部件可靠性设计技术”高研班的各位主讲老师、以及重庆汽车工程学会的各位领导。
参考文献：
[1] 卢晓莉. 全承载式大客车的结构及工艺分析. 客车技术及研究, 2010, 1: 42-44
[2] 左向南. 大型客车车身骨架结构分析与轻量化研究. 哈尔滨工业大学硕士学位论文, 2011
[3] 姚成, 朱铭. 全承载式客车车身结构设计. 客车技术与研究, 2008, 2:13-16
[4] 梁卓, 沈光烈. 全承载式客车车身合理结构的探讨. 客车技术与研究, 2013, 2:1-3
[5] 安凯汽车股份有限公司. 一种全承载车身, 中国发明专利（200610086351.4）
作者简介：朱强，男，郑州大学机械工程学院讲师，博士，通讯地址：河南省郑州市高新区科学大道100号，邮编：450001，E-mail: zhuqiang@。