房车车架分析及结构优化设计研究

宋泽坤

摘 要：当前人们生活水平不断地提升，房车的应用范围也不断的扩大，为了提升房车使用过程中的安全性，同时提高驾驶过程中的平稳程度，必须要对于房车的车架结构进行分析，对于车身、车型、车厢进行合理设计，同时结合新技术新要求对于房车的结构不断的进行优化，做好有限元模型建设、顶部抗压分析和顶部结构优化设计等一系列工作，提升房车使用的安全性能、稳定性能和设计的绿色节能。

关键词：房车 车架分析 结构优化设计

RV Frame Analysis and Structural Optimization Design Research

Song Zekun

Abstract：At present， people's living standards are constantly improving， and the scope of application of RVs is also continuously expanding. In order to improve the safety of RVs and improve the stability of driving， it is necessary to analyze the frame structure of RVs， carry out reasonable design of the car body， vehicle type， and compartment， and continuously optimize the structure of the RV in combination with new technologies and new requirements， and do a series of work such as finite element model construction， top compression analysis and top structure optimization design to improve the safety of RV use performance， stability and design of green energy saving.

Key words：RV， frame analysis， structural optimization design

1 引言

近年來人们出行需求不断的上涨，对于出行的质量也提出了更多的要求。车辆已经是人们出行的最为重要的交通工具之一，具有快捷性。由于人们渴望舒适的心理以及出行人数的增多，房车也逐渐的受到了更多的关注，房车具有“内部空间大，活动范围舒适”的优势，成为了一部分人出行的最爱。但是房车具有特殊性，由于它的内部空间大，载客人数多，因此房车的结构与其他的汽车有非常大的不同，车架需要更大的承载力度，因此为了保障人们的出行安全，应当结合当前的新技术对于车辆结构进行优化，达到加固的目的。

2 房车车架改造的主要要求和必要性

近年来人们的经济水平不断提高，汽车购置量上涨。同时，人们生活水平也不断的提升，导致了人们的出行需求不断的加大。在这个背景下，房车的使用频率也逐渐的增加。因此，如何提升房车驾驶过程中的安全性，是房车设计部门主要应当思考的问题。随着汽车设计水平的不断提升，当前在保证车辆安全的基础上，汽车结构轻量化是当前房车设计的主要趋势，不仅可以有效地减轻整体车身的重量，同时还满足了当前我国车辆产业绿色发展的需求，可以减少在车辆结构上的不必要的投资，降低汽车制造行业的经济成本，大大的提升了房车的生产量，从而满足了房车市场的扩大需求。同时，房车车架改造设计也要注重稳定性原则，提升车身的坚固性。当前车辆在高速公路或者是其他道路上行驶的时候，可能由于弯道转弯、超车、路面情况不稳定等，造成各种各样的事故，房车的车架较高，顶部受到强力冲击的时候会产生极大的车身变形现象，从而使车内人员的人身安全不受保障。因此，必须要对于房车的车架上的各组成部分的尺寸参数进行准确的测量，根据准确的参数构建模型，结合现代化的信息技术将参数输入，利用汽车三维建模软件，进行房车实体结构的模拟构建，同时，为了达到轻量化的要求，应当将其导入至有限元分析软件中，对结构、组成部分、材料属性及选择等进行全方面的分析，从而保证房车设计的强度和刚度，在实现轻量化目的的同时，满足安全性的要求。

3 房车设计过程中的主要内容

3.1 房车原始车型选择与造型设计

房车的出现是汽车行业发展的重要体现，也是技术突破的主要象征。房车的车型相对于其他汽车更长更大，同时为了满足舒适性原则，部分房车结构的宽度也较大。在进行房车车型选择和造型设计的时候必须要综合考虑车内人机空间和车辆质心等问题，从而确定房车尺寸，满足人们的多元化需求。当前，房车的车型和造型设计已经相对的稳定，主要保留了汽车的原始车型，驾驶室部分也不变，截掉厢式车厢，主要在车后座进行加长，达到扩大内部活动空间的目的。

3.2 房车车厢骨架初始设计

房车的车厢相对于其他的汽车来说，内部空间更加大，因此车厢的设计骨架也要相应的扩大，满足内部的活动需求和车内布置要求，因此，除了车的座位之外，在进行车厢设计的时候，需要对于车身后部的空间进行整改。当前汽车建造过程中所使用的材料多，为了保证车身的强度达标，可以使用新型的铝合金方管，按照车体要求构成车厢骨架，利用专业的技术手段不断的进行强力测试，同时，车厢设计应当与车身驾驶室保持流畅性，在车厢与车身驾驶室的相连处，采用铆接与结构胶进行紧固连接，达到过度的目的，实现紧密的衔接。同时，车厢结构，除了顶部结构设计工作之外，还包括车底部框架的建设，加大对于车底底板材料的筛选力度，使地板下部支撑横梁采用结构胶与螺栓的混合连接方式，保证车身、车底一体化连接，使房车外表面造型保持一致，提升车厢的坚固性。

4 房车的结构优化设计建议

4.1 建设房车有限元模型

在进行房车结构强度测试的过程中，有限元模式是强度测试的主要内容。针对市面上多种房车进行检测分析，将房车结构的各项参数进行录入，建设有限元模式，可以进行强度校核，了解汽车骨架的具体承载力度，同时根据得出的数据，可以对于车体结构进行强化，结合模型多工况的有限元分析，校核其强度和刚度，有针对性的对于房车结构进行方案设计，做好减重，实现进行拓扑优化和尺寸优化。

4.2 做好顶部抗压分析工作

顶部抗压能力，是房车结构优化设计工作的主要內容。当前交通安全事故频发，由于房车的车内部空间大，导致了当遇到交通事故的时候，房车的车身被挤压现象较为严重，由于是房车顶部位置，是最为薄弱的位置。因此，要做好顶部抗压分析工作，将车辆固定在一个刚性平面上，同时将活动车顶或可拆卸车顶固定在乘员舱顶部，做好参数的收集和分析工作，在进行顶部测试的时候，应当将车顶的行李架以及其他结构的部件进行查处，避免测试结果出现问题。首先可以进行正中施压仿真分析。借助刚性压力板，沿着车身垂直向下移动，逐渐的加大力度，施加荷载力，观察顶部的变化，做好记录工作。在进行施压仿真时，不能对于车身材料进行考虑，避免材料应变率的干扰，做出移载荷曲线，研究车身抗压性。其次，可以进行顶部偏置施压仿真分析。根据房车的实际结构设计情况定位加载装置，对于装置的长度宽度严格的进行控制，保证平整性，使刚性板的纵轴与穿过汽车纵向中心线的垂直面平行，不断的调整角度对于车顶进行施压，进行数值的记录。在进行该技术实施的过程中，应当做好车身的固定工作，避免车身的左右晃动产生的不准确现象的出现。

4.3 做好顶部结构优化工作

为了提升房车的设计质量，结构承载力度达标，在进行车身建设材料选择的时候，必须要结合汽车的要求，加大材料的把关力度，如针对车身造型、驾驶室结构、框架拓扑结构等，选择铝合金管材等，同时对于尺寸、厚度等进行测量并不断优化。在进行汽车车体制作的时候可以采用玻璃钢材料，玻璃钢由树脂、增强材料和多种辅助成份组合，具有极强的抗压性，但是质量较轻，同时具有节能环保的优势。车体和外壳、车顶、车底等接缝处必须进行多少处理，如果缝隙过大。会使结构松动，抗压性能减弱。为了保证结构质量达标，当房车结构设计完毕之后，必须要进行样车测试，还应当进行两次或者多次以前，做好样车试制的数据记录和分析工作，从而得出抗压分析结果，找出存在的不足，有针对性的进一步优化车身框架设计方案。

5 结语

当前房车驾驶过程中，安全问题成为了人们主要考虑的因素，为了提升房车驾驶的安全系数，保证司机和乘客的生命安全，必须要提升房车的质量。因此必须要结合房车结构中存在的不足进行研究，加大对于车架材料的筛选力度，不断的进行抗压能力测试，多好车架结构的优化设计工作，后续还要做好检验检测工作，保证房车车体的顶部质量稳定，具有极强的抗压性和抗震性，为人们的安全出行提供保障。

参考文献：

[1]何颖，王青春，王梓晴.房车车架分析及结构优化设计[J].林业机械与木工设备，2019，47（02）：35-41.

[2]赵连星，黄银花，李迪.某房车车架有限元分析[J].机电信息，2017（36）：127-128.

[3]张橹. 房车车架有限元分析及结构优化[D].山东理工大学，2016.

[4]张婉若. 某型号房车骨架有限元分析与研究[D].东北林业大学，2012.