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研究资料表明，汽车的燃油消耗与汽车的自身质量成正比，汽车质量每减轻1％，燃油消耗率降低0.6％～1％。城市客车车身骨架是重要的承载件，它的质量占整个客车质量的三分之一左右，因此车身骨架的轻量化有着非常重要的意义。由于委托企业要求在不改变原有结构具体形式和各零部件安装位置的情况下，进行轻量化设计，故本课题选择尺寸参数优化设计方法，通过对车身骨架中部分构件的壁厚进行重新分配，来减轻重量，实现车身骨架结构的轻量化。
首先，根据厂家提供的车身骨架CAD图纸，利用CATIA建立6109型城市客车车身骨架的几何数模;将几何数模导入hypermesh中分网、设置单元属性、进行各部件的焊接及悬架的模拟、施加载荷和约束建立其有限元模型;将模型导入Ansys中进行四种典型工况下的强、刚度特性分析计算。
其次，根据GB/T6792-2009《客车骨架应力与形变测量方法》和电测量技术要求，进行车身骨架应力与形变测量试验，了解车身应力和变形的实际情况，验证有限元模型的准确性。实验结果与计算结果表明车身骨架整体应力水平较低，刚度也有较大的富裕，可以利用这些裕量进行轻量化设计。
最后，通过尺寸优化计算，经过圆整后得到具体的轻量化方案，使整个车身骨架的质量减轻了210.7kg，减少了9.4％。建立优化后的车身骨架有限元模型，进行其强度、刚度特性分析，验证了轻量化方案的可行性。