摘要：本文主要对客车底盘结构安全性与轻量化设计进一步分析了解。客车底盘，是指客车用底盘。底盘作用是支撑、安装客车用发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型。
关键词：客车底盘结构；安全性；轻量化；设计
引言：
在经济快速发展的条件下，就“行”而言，在公共交通运输业方面要提出更高的要求，并且大型客车在交通运输业方面占巨大的地位，所以一定要保证大型客车的运载能力，舒适可靠的安全性能。因此，保证大型客车这些条件的满足，就必须在大型客车动力学性能、操作的安全稳定性以及舒适的体验上面不断的进行改造，直至最优化。
一、客车底盘结构分析
客车底盘，即客车用底盘。底盘作用是支撑、安装客车用发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使客车产生运动，保证正常行驶。传动系统，客车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性；行驶系统，接受传动系的动力，通过驱动轮与路面的作用产生牵引力，使汽车正常行驶；承受汽车的总重量和地面的反力；缓和不平路面对车身造成的冲击，衰减汽车行驶中的振动，保持行驶的平顺性；与转向系配合，保证汽车操纵稳定性；转向系统，客车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统；制动系统，客车上用以使外界在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统。其作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下（包括在坡道上）稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。
二、底盘有限元建模分析
有限元方法在车辆结构优化设计中发挥重大作用，可以产品性能为导向进行结构化设计优化。传统车辆设计与优化依赖专家经验，导致开发周期长、人力物力消耗大，难以紧跟市场需求，而有限元技术的发展为车辆结构设计与优化提供丰富的手段。本文选取桁架式底盘对客车车架进行分析；
所使用的底盘车架空间结构复杂，主要经过铆焊方式连接而成.结构上使用槽型截面作为前后端的大梁，并结合梁、板，使用矩形管组经过焊接形成桁架结构.由于这三段车架局部存在干涉，在建模时将前板簧后吊耳上端横梁前移10 mm；后板簧前吊耳上端连接板前端截掉60 mm.经过模型的前处理及相关简化，形成三维模型如图1所示.得到三维模型后，需要进一步转换为有限元模型进行模型后续处理.经过对模型及零部件进行网格划分，采用板壳单元进行建模，以便进行结构细化；采用四边形单元，辅以少量三角形单元；采用MPC单元进行焊点焊缝的处理.其中，模型涉及的材料力学性能如表1所示。
三、客车底盘结构安全性与轻量化设计
1. 客车底盘安全性设计
既然客车底盘决定客车的整个安全性，就必须在设计底盘的时候充分将安全因素考虑在设计理念中，首先要打破传统的客车车架设计理念，因为传统的客车底盘车架大多采用直大梁结构，该结构是从老一代货车底盘延伸过来使用在客车上，此结构的客车车身骨架与底盘骨架从整体结构上属于独立的两个个体，在承受外部冲击力和来自底盘以及路面传递的震动力时不能有效分解，尤其在车辆侧倾发生时，车身上部骨架变形较大。而现在客车底盘骨架设计都在向全承载式骨架结构方向开展，全承载式骨架结构特点就是整个客车骨架全部采用桁架式结构做成整体，底盘骨架与车身骨架形成良好的封闭环结构，受力分解更均匀，大大增加了客车的安全性。
另外，在客车底盘用漆中，三聚磷酸铝是最佳的涂漆材料，因为三聚磷酸铝在储藏过程中有较好的稳定性，并且可以有效的防腐蚀，有利于稳定客车底盘的物理性质，从而达到底盘安全性的要求。所以想要将客车安全的运行，必须重视客车底盘的制造，因为客车底盘是决定客车安全运行最重要的因素，所以在设计底盘，漆用材料上一定要大力推行用最佳的防腐蚀材料。
2. 客车底盘轻量化设计
汽车底盘轻量化的优化设计对于汽车节油具有十分重要的意义。所以要求汽车底盘进行轻量化的设计。在设计的过程中既然考虑材料的轻便使用度还有考虑使用材料的环保性。首先是从汽车底盘的加工技术开始进行改革。对于汽车底盘轻量化的优化途径首先选择的是材料的轻量化设计，如使用更高强度的QSTE700TM的高强钢材料代替原来的Q355和Q235材料，从而可选择壁厚更薄，规格更小的管材。
汽车底盘的构造主要有三种形式的冲压梁，分别是U形、W形和V形。因此，这三种汽车底盘冲压梁是在汽车构造中发挥着不同的作用。V形梁是汽车底盘防撞结构的主要形式，它对于汽车整体性的提高具有十分重要的意义。因为它作为中间结构提升了汽车的刚度与强度。并且它使用的是轻量化的材料，所以它的重量在汽车底盘也具有十分重要的意义。W形梁起到了减少横截面跨度超过V形梁的作用，它可以提高V形梁的安全系数，所以W形梁也被广泛地运用在了汽车底盘的设计与制造当中。因此，在汽车底盘的结构加工成型之后，还要继续对汽车结构进行优化处理，所以首先要提升汽车底盘的轻量化，提升轻量化首先要在构件外形方面进行加工并且改进。在汽车底盘设计中，圆形孔洞是最常用的方式，因为圆形孔洞可以均匀地分布构件所受应力，同时还可以节约轻便材料，实现成本的降低，为进行汽车底盘轻量化的革新作出最大的优化。
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论文作者:吴典
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：客车论文; 底盘论文; 结构论文; 汽车论文; 轻量化论文; 骨架论文; 汽车底盘论文; 《基层建设》2019年第19期论文;