石磊　戈宏伟　罗辑

摘 要：车架作为车辆的主要支撑部分，对车辆的使用性能以及乘客的舒适性有着极大的影响。本文主要是通过对客车常见的三段式车架进行有限元分析，建立了一个三维模型，主要是分析了三段式车架在弯曲和扭转条件下的位移应力分布及其位移关系。通过分析，找到应力最大点和位移最大点，对其周围结构和零件进行分析。发现其应力过大和位移较大的原因是零件的形状设计不合理，以及结构的不合理。通过将零件的截面由原来的槽钢改变为具有桁架结构的零件，这样，不仅减小了车架的重量，还优化了零件的性能。对于车身结构，主要优化为在行李架处添加一个支撑件。通过以上两个改进，降低了车身的最大应力以及最大位移量。对车架结构的性能已经乘客的乘坐舒适性都有极大的改善。

关键词：车架 减重 优化

Analysis and Optimization of Weight Loss of Passenger Car Frame

Shi Lei Ge Hongwei Luo Ji

Abstract：As the main support part of the vehicle， the frame has a great impact on the performance of the vehicle and the comfort of passengers. In this paper， through the finite element analysis of the common three-segment frame of passenger cars， a three-dimensional model is established， which mainly analyzes the displacement stress distribution and the displacement relationship of the three-segment frame under bending and torsion conditions. Through analysis， the article finds the maximum stress point and the maximum displacement point， and analyzes the surrounding structure and parts. It is found that the reason for the excessive stress and large displacement is the unreasonable shape design of the parts and the unreasonable structure. Changing the section of the part from the original channel steel to a part with a truss structure， not only reduces the weight of the frame， but also optimizes the performance of the part. For the body structure， the main optimization is to add a support at the luggage rack. Through the above two improvements， the maximum stress and maximum displacement of the car body are reduced. The performance of the frame structure has greatly improved the ride comfort of passengers.

Key words：frame， weight reduction， optimization

1前言

車架是车的主要载体。车架承受着很大的载荷和复杂的应力条件。是实际情况中应力集中最严重的结构[1]。车架的强度，刚度和结构设计会影响车辆的使用寿命和性能。同时，它也影响了乘客的舒适度。同时，汽车的燃料消耗主要是由于车身而引起的，所以轻量化的车身设计是提高汽车燃油和经济性的重要关键[2]。在完全满足车体安全的使用要求前提下，减轻了车体框架的重量，降低了车身振动和噪音，并提高了汽车的使用寿命[3]。

当今大型客车多采用三段式车架[4-5]，车架的前部，中部和后部与连接板焊接在一起，在车架的前部和后部形成槽形的垂直横梁结构。……