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毕业设计-单轨轻型工程车车体设计，共54页，18322字，附设计图片、任务书、开题报告、外文翻译
课题任务要求：
城市轨道交通独轨工程车车体总布置设计、造型设计、车体外表面数学模型的建立、主断面（骨架）设计，车体零件数学模型的建立和装配、车体强度和刚度的有限元分析，车体运动校核、车体人机工程学校核。
掌握轨道车辆车体的设计方法及独轨车体的构造、工作原理和设计计算方法，基本掌握UG三维实体建模和基于实体建模的总体布置、零件设计及装配、二维工程的绘制。让学生树立正确的设计思想，严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风，团结协作精神和敬业精神。

摘 要
单轨轻型工程车车体设计主要考虑工程车的经济性，以降低成本为主。本次单轨轻型工程车车体设计主要是对车体的材料、车体的承载结构进行选取，根据总体布置的设计参数确定出车体的外形轮廓和截面尺寸，并对车体的骨架进行合理设计。正确设计出动车车体的底架与转向架上拉杆、减震器、弹簧的连接支座，以及发动机和变速器的安装支座。合理布置驾驶台、座椅、扶手和照明设备等等。利用UG建立出车体模型，并利用UG中的有限元分析法分析车体骨架的强度和刚度。在车体的刚度和强度足要求的情况下，对车体结构进行优化以实现车体的轻量化。
关键词：车体，强度，刚度，有限元，骨架

ABSTRACT
The design of the Monorail light engineering vehicles’ body considers its economy ,and mainly the reducing costs. The design is to select the material of the body and the bearing structure. according to the general layout design parameters to determine the shape of the car body outline and section size, and design the skeleton of the body reasonably.It should correctly design the chassis of the body and the rod, shock absorbers of the bogie, connected bearing with springs, as well as the installation of engine and transmission bearings. It’s rational to arrangement the bridge, seats, handrails and lighting equipments and so on. It uses UG to establish a body model, and uses its finite element analysis to analyze the strength and stiffness of the body skeleton. In the case that the stiffness and strength of the body satisfy the requirement, the body structure is optimized to achieve the light weight of the body.
KEY WORDS：car body,strength,stiffness,finite element,framework

目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪 论 1
1.1车体概述 1
1.2国内外研究状况及发展情况 1
1.3本课题主要研究内容 2
1.4本课题研究目的及预期的效果 3
第二章 车体设计 4
2.1 车体材料的选择 4
2.1.1 耐候钢车体 4
2.1.2 不锈钢车体 4
2.1.3 铝合金车体 5
2.1.4 碳素钢车体 6
2.2 车体承载形式的选择 6
2.2.1 底架式承载结构 6
2.2.2 侧壁和底架共同承载结构 6
2.2.3 整体承载结构 7
2.3 设计参数的确定 8
第三章 车体骨架总体设计 10
3.1 车体骨架类型的选择 10
3.1.1 一体式金属骨架 10
3.1.2 一体式复合材料骨架 10
3.1.3 桁架式金属骨架 10
3.1.4 框架式金属骨架 11
3.2 车体骨架材料和尺寸参数的确定 11
3.2.1 铝合金 11
3.2.2 钢 11
3.2.3 骨架尺寸参数的确定 12
3.3 车体骨架模型的建立 12
第四章 车体内部的设计布置 14
4.1 操纵台的布置 14
4.2 操纵台座椅的设计布置 14
4.2.1 操纵台座椅的尺寸的确定 15
4.3司机室其他装置的设计布置 15
第五章 有限元应用介绍 17
5.1有限元法基本思想 17
5.2有限元分析系统的组成 17
5.3有限元法的求解过程 18
5.3.1定义域或求解域的离散化 18
5.3.2选择适当的插值模式或位移模式 18
5.3.3推导单元的刚度矩阵和荷载向量 19
5.3.4计算等效节点力 20
5.3.5组装单元刚度矩阵形成整体刚度矩阵 20
5.3.6求解未知节点位移、计算节点力 20
5.3.7单元应力和应变的计算 20
5.3.8整理分析结果并输出 20
5.4 有限元分析法的应用有点 20
第六章 车体强度刚度分析 22
6.1作用在车辆上的载荷 22
6.1.1垂向静载荷 22
6.1.2垂向动载荷 22
6.1.3侧向力 22
6.1.4 其它力 23
6.2主载荷的选择与确定 23
6.3创建有限元模型的方法与网格划分技术 23
6.3.1 创建有限元模型两种方法 23
6.3.2 将CAD模型划分单元网格模型的基本过程 23
6.3.3 网格单元类型 24
6.4 车体底架强度刚度分析 25
6.4.1网格划分 25
6.4.2定义载荷的基本操作方法 25
6.4.3 结构载荷的种类 25
6.4.4 施加载荷及边界条件 26
6.4.5 执行求解 26
6.4.6 强度分析结果 26
6.4.7 刚度分析结果 27
6.4.8 车体底架的强度与刚度分析结果报告 27
第七章 总结 28
致 谢 29
参考文献 30
附录1 32

本课题主要研究内容
单轨轻型工程车车体设计主要是对车体材料和车体结构进行选取；确定车体的外形轮廓；确定车门和车窗的数量和位置；对各梁分布进行设计；确定梁与梁和梁与蒙皮之间的连接方式；合理设计车门的打开方式；确定车钩和与转向架连接支座的位置；对车体的强度和刚度进行校核；合理布置驾驶台和照明设备的位置。
单轨轻型工程车车体的性能和技术经济指标主要取决于车体的材料和车体的结构形式。考虑到我国单轨工程车的工作时间段一般在夜晚、工作时间较短的一些不同情况，主要以降低工程车的制造成本和运营成本为主，所以工程车车体材料一般采用普通碳素钢。由于普通碳素钢的质量较大，所以采用的整体承载式结构。因为整体承载式结构比底架承载和侧壁与底架共同承载的结构相对自重要小，而且更易从结构的优化上来实现车体的轻量化来减小自重。再通过工程车车体的总体布置方案确定的设计参数，确定出车体的外形轮廓及车门、车窗的数量和位置分布。根据车体的尺寸要求和承载结构合理设计各纵、横梁以及底架的分布和结构形式。为了使车体的连接简单化，梁与梁之间采用焊接，梁与蒙皮之间采用铆接。考虑到工程车主要是用于装载货物，为了使货物的装卸方便，应该使车门的开度尽量大，所以车体前后车门采用了整体上翻式车门，车体两侧采用侧翻式车门。同时，利用UG对所设计的工程车车体建立车体模型，再利用UG中的有限元法分析车体的刚度、强度是否能达到要求，在刚度和强度达到要求的情况下并不断优化车体结构来尽量减小车体的自重来实现车体的轻量化。最后，确定车体的内部结构，合理布置驾驶操作台、照明设备和配电箱等等