随着全球能源的不断枯竭、环境的日益恶化以及交通拥堵问题的日益突出,节能、环保的纯电动城市公交车快速的走入了人们的日常生活中,并且越来越受到人们的关注。而它的安全性能、疲劳寿命以及轻量化方面也成为众多的科研机构及车企的研究重点。本文以某型纯电动公交车的钢铝组合车身骨架结构为研究对象,根据有限元分析方法,利用ANSYS对车身骨架结构进行静强度、模态、随机振动及疲劳寿命的分析,最后根据静强度的分析结果进行结构的优化。具体的研究内容有:(1)建立所研究的钢铝组合车身骨架结构的有限元模型。根据已有的图纸和数据,在CATIA中分模块建立底架、顶棚、左侧围、右侧围、前围及后围的三维几何模型,导入至hypermesh中建立钢铝组合车身骨架结构的有限元模型。(2)钢铝组合车身骨架结构的静强度分析。对公交车在实际运行过程中的五种典型工况:弯曲工况、起动工况、制动工况、右转弯工况以及扭转工况,详细的进行了钢铝组合车身骨架结构的强度及刚度的计算分析,得到各种工况下的车身骨架结构的应力及变形情况,并做出相对应的评价,同时也为后面的优化改进提供改进的方向。(3)基于随机振动的钢铝组合车身骨架结构的疲劳寿命分析。首先是进行模态的分析,求得结构的前20阶固有频率和振型。在模态分析的基础上进行结构的随机振动分析,得到最大变形处的位移、速度及加速度的功率谱密度曲线,同时也得到了所研究的钢铝组合车身骨架中钢结构部分及铝合金结构部分的1σ应力值。最后利用所得到的1σ应力值,根据Steinberg提出的基于高斯分布和Miner线性疲劳累积损伤法则的三区间法,计算钢结构部分和铝合金结构部分的疲劳寿命值,从而得到整个车身骨架的疲劳寿命值。(4)基于静强度分析的车身骨架结构的优化。基于前面的静强度分析结果,根据设计人员的经验对车身骨架结构进行局部的改进,在保证强度和刚度的基础上,使得结构的应力及变形分布更加均匀,同时达到减轻车身骨架重量的目的。