全承载不锈钢客车技术研究总结研究报告(.docVIP

全承载不锈钢客车技术研究总结报告 1.项目背景 现代道路工业的快速发展,为客车工业的崛起创造了良好的外部条件。客车车是车辆结构的主体车的强度、刚度,关系到车辆运行的安全可靠性和舒适性;车的防腐耐腐能力、表面保护和装饰方法,关系到车辆的外观、寿命;车的重量,关系到能耗、加减速度;载客能力直接影响到运营质量和经济效益。,已成为国际出口车型重要的发展方向之一。为创新完善自主工艺技术，缩小客车产品与发达国家差距，全面提高企业制造的竞争能力，开始对全承载不锈钢车身技术进行试制研究。其以全承载技术的不锈钢车身通过助于有限元分析优化车体设计,对产品设计结构进行了多项改变,车身骨架及车身蒙皮覆盖件全部采用不锈钢材料，其制造工艺完全不同于传统的碳钢车身。同时借鉴近年来国外车身制造的新工艺成功经验和焊接新技术的飞速发展,一些新的技术成果正逐渐应用到不锈钢车体的制造中来,从而极大地丰富了不锈钢车体的制造工艺手段。 2.项目技术方案的选择 2.1不锈钢材料的选择 不锈钢车体的材料应具有耐高应力焊接性、辊轧成形性、冲压性等加工性能良好。能符合上述条件的不锈钢通常有两种:奥氏体系不锈钢的SUS 301L、SUS 304由于SUS 301L具有通过轧制加工而易于增加硬度和抗拉强度的特性,故可根据使用部位选用适当等级的材料;它的含碳量在0.03%以下,能抑制电弧焊时碳化铬的析出,是一种可以防止晶界腐蚀裂纹的材料, SUS301L 类不锈钢材料。 结合全承载客车技术，在材料选择上车身骨架采用的是各种不同规格的不锈钢SUS301L冷拔的无缝方管，在强度要求不严格一些预埋件部位采用的SUS304 板材. 其材料具有较高的抗拉强度,还具有良好的冲压、点焊等性能。 图1 全承载不锈钢车身骨架 2.2 焊接相关设备的选择： 由于不锈钢车身的整个结构与传统的碳钢车体有较大差异,因而其焊接工艺与传统的车体焊接工艺（焊机设备、焊丝材料、切割工艺）方面有很大不同。 2.3.1焊接设备 不锈钢焊接一般采用氩弧焊（TIG焊）、熔化极惰性气体保护焊（MIG焊不锈钢MIG焊要点及注意事项采用纯氩气（纯度为99.99%）或Ar+2%O2,流量以20~25L/min为宜。 电弧长度，不锈钢的MIG焊接，一般都在喷射过渡的条件下来施焊，电压要调整到弧长在4~6mm的程度。 防风。MIG焊接容易受到风的影响，有时微风而产生气孔，所以风速在0.5m/sec以上的地方，都应当采取防风措施。/1.0mm实芯焊丝，不锈钢-16Mn异种材料焊接选用.牌号ER309/1.0mm实芯焊丝。其试验结果依据GB/T228-2002,在温度25℃、相对湿度55%条件下，抗拉强度在680-735N/mm2,其抗拉强度高于16Mn材质，满足了客车了产品质量要求。 2.3.3 不锈钢切割工艺选择 不锈钢的振动气割不锈钢在气割时生成难熔的Cr2O3，所以不能用普通的火焰切割方法进行切割。不锈钢焊接结构的制造中，如果厚度适宜，应尽量采用切割质量好、效率高的等离子弧切割工艺。新型不锈钢车采用超低碳(C0. 03% )的SUS301L车辆专用经济不锈钢,根据压延率的不同分成LT、DLT、ST、MT、HT共5个强度级。SUS301L的改性压延状态机械性能代号HT的屈服点在961 N/mm2以上,拉伸强度在1 275 N/mm2以上,但其纵向弹性模量(E)却只有钢的85% (钢的E=2.06×105N/mm2以上,不锈钢的E=1. 76×105N/mm2),这意味着不锈钢车体比同样结构(当然结构是有很大不同的)耐候钢车刚度要小。,借助于电子计算机进行有限元计算方法(如ANSYS 软件) ,来分析车体的受力、变形以及应力分布情况,充分地利用了材料的高抗拉强度,设计出薄壁矩形管（方管）构成的全承载车体，来尽量增大刚度SUS301L LT、DLT、ST、MT、HT共5个强度级3网格划分： 对车身的中面模型建立有限元模型，大部分采用二维四结点（QUAD4）和二维三结点（TRIA3）壳单元；少数的零件采用四面体（TRIA10）单元。单元总数约31万（如表一）。 名称 CQUAD4 CTETRA CTRIA3 数目 210681 10182 13043 3.2.4载荷处理： 主要承载物包括整车骨架，空调，发动机，冷却水箱，变速箱及缓速器，内装饰，暖气设备，座椅，乘员，木地板，玻璃，油箱（加满），卫生间，蓄电池等等。其中发动机、缓速器、座椅及乘员以质量点的形式加载，其余以均部力的形式加载。 图4 整车骨架有限元模型加载图 3.2.5 约束条件 整个客车骨架结构主要是通过前后空气弹簧与悬架连接，因此在静力分析时，将根据不同工况对这些位置进行约束。 3.3 工况计算 进行静态分析，是为了计算车身结构在极限载荷作用下的变形和应力，故采用满载多