基于ANSYS轻量化客室车座椅的有限元分析
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基于ANSYS 轻量化客室车座椅的有限元分析
作者：张中 于宝成 陆云
来源：《软件导刊》2013年第05期
摘要：以地铁车辆纵向6人悬挂式客室车座椅为研究对象，应用ANSYS Workbench 13.0有限元软件分别对地铁车辆车体与两根支架支撑的客室车座椅结构，以及车体与三根支架支撑的客室车座椅结构，建立座椅强度结构性能分析的有限元模型，找出理论上客室车座椅的薄弱点，并对两种情况下客室车座椅安全性进行了分析。
关键词：ANSYS ；客室车座椅；轻量化；有限元
中图分类号：TP3-05 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2013）005-0034-02 0、引言
大都市的市区地表面积十分有限，地面交通十分拥挤，造成许多问题。如果将铁路建于地面以下，可以很好地利用地下空间从而大大节省地面空间，同时还可以有效减少地面的噪音，因此，近几年来地铁发展很快。客室车座椅作为地铁车辆中重要的组成部分，其承载结构的轻量化研究成为降低地铁运营成本不可或缺的一部分。
客室车座椅的轻量化是一项艰巨的工程。设计减轻客室车座椅的自重，是在确保客室车座椅的强度、刚度和稳定性的前提下，尽量实现客室车座椅的承载结构的轻量化。
1、两种情况下客室车座椅结构的有限元模型
1.1 客室车座椅结构
本文以地铁车辆中纵向分布的6人悬挂式客室车座椅为研究对象进行分析，该客室车座椅与车体通过螺栓连接为一个整体结构，座椅主要由椅面、座椅骨架、端板、椅面加强筋等部分组成，座椅通过连接件用螺栓与车体部分连接。椅面的作用是提供舒适的乘坐界面，骨架的作用是提供安全的承载结构，端板的作用是提供美观的造型和隔断。
1.2 客室车座椅几何结构模型
客室车座椅几何模型的创建是对其进行有限元分析的基础，在对客室车座椅结构进行有限元分析前必须对其建立有效的座椅几何模型，为了保证产品设计的准确性，本文采用
AutoCAD 与Pro/E软件配合使用进行产品的三维造型及结构设计。首先利用CAD 进行座椅前期二维工程图的设计，然后结合Pro/E软件对客室车座椅进行三维软件实体建模。