（1）水平彎曲工況

水平彎曲工況下，車身骨架承受的載荷主要是由車身、動(dòng)力總成、備用輪胎、電瓶、散熱器、壓縮機(jī)、油箱和油、司機(jī)座椅、乘客、行李箱、清潔水箱、玻璃等的質(zhì)量在重力加速度作用下而產(chǎn)生的。該工況模擬客車在平坦路面以較高車速勻速行駛時(shí)產(chǎn)生的對(duì)稱垂直載荷。它是經(jīng)常行駛于平坦道路上的大客車主要運(yùn)行情況，其車速較高、車身骨架扭轉(zhuǎn)角不大，它主要承受由垂直振動(dòng)所引起的較大的彎曲載荷。載荷與邊界條件

水平彎曲工況下，車身骨架承受的載荷是主要質(zhì)量在重力加速度作用下而產(chǎn)生的。本文根據(jù)車載質(zhì)量的空間布置情況將它們換算節(jié)點(diǎn)載荷施加在其布置位置的梁的節(jié)點(diǎn)上。

此外，為消除車身骨架的剛體位移，需要對(duì)骨架與懸架的裝配位置的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行約束。水平彎曲工況下，其邊界條件為:約束前輪裝配位置處節(jié)點(diǎn)的三個(gè)平動(dòng)自由度UX, UY, UZ，從而釋放三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度ROTX, ROTY, ROTZ;約束后輪裝配位置處節(jié)點(diǎn)的垂直方向自由度UZ，釋放其它自由度。

水平彎曲工況加載示意圖

(2)極限扭轉(zhuǎn)工況

整車滿載水平放置，后兩輪固定，前軸間加一極限扭矩(前軸負(fù)荷的一半乘以輪距)，相當(dāng)于客車單輪懸空的極限受力情況，模擬客車在崎嶇不平的道路上低速行駛時(shí)產(chǎn)生的斜對(duì)稱垂直載荷。極限扭矩計(jì)算公式:T =P x L/2，其中T表示計(jì)算扭矩、p表示前橋懸掛負(fù)荷、L表示前輪輪距。扭轉(zhuǎn)工況下的動(dòng)載，在時(shí)間上變化得很緩慢，所以慣性載荷也很小，因此，車身的扭轉(zhuǎn)特性也可以近似地看作是靜態(tài)的，而試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)，靜態(tài)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)所測(cè)得的骨架的薄弱部位一致。即靜態(tài)扭轉(zhuǎn)時(shí)骨架上的大應(yīng)力點(diǎn)，就可以用來判定動(dòng)載時(shí)的大應(yīng)力點(diǎn)。

載荷與邊界條件

由于路面不平度的作用，汽車需要模擬兩前輪之一懸空時(shí)，車身骨架靜態(tài)極限扭轉(zhuǎn)時(shí)承受的應(yīng)力分布情況，這種情況下車身骨架的載荷同滿載水平彎曲工況一樣。

邊界條件為:約束左(右)前輪裝配位置處節(jié)點(diǎn)的三個(gè)平動(dòng)自由度UX, UY, UZ，釋放三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度ROTX, ROTY, ROTZ;釋放右(左)前輪裝配位置處節(jié)點(diǎn)的所有自由度;約束后輪裝配位置處節(jié)點(diǎn)的垂直方向自由度UZ，釋放其它所有自由度。

車輪懸空扭轉(zhuǎn)工況

(3)緊急轉(zhuǎn)彎工況

實(shí)踐表明，除了上述兩種主要載荷的作用外，客車車身骨架上還將承受其它的一些載荷。例如:客車加速或制動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致底架前、后部載荷的重新分配;客車緊急轉(zhuǎn)彎時(shí)，慣性力將使骨架受到側(cè)向力的作用。本工況模擬客車在行駛中緊急(左)右轉(zhuǎn)彎時(shí)的載荷情況，客車車身除了承受自身重力及車載質(zhì)量的重力作用外，還受到由于轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力作用，計(jì)算時(shí)假定側(cè)向加速度為0.4g

載荷與邊界條件

汽車滿載發(fā)生轉(zhuǎn)彎時(shí)，車身骨架將受到離心力作用而產(chǎn)生側(cè)向載荷。由于離心加速度的大小由轉(zhuǎn)彎半徑以及行駛車速兩個(gè)參數(shù)決定，作為近似計(jì)算，本文通過在橫向(y軸正方向)施加一個(gè)側(cè)向加速度0.4g來模擬緊急右轉(zhuǎn)彎工況下載荷情況。此外，離心力的大小還受到車載質(zhì)量的影響。該工況下，需要假設(shè)后軸在完全側(cè)滑的極限狀態(tài)下完成。邊界條件:約束右前輪裝配位置處節(jié)點(diǎn)的三個(gè)平動(dòng)自由度UX, UY, UZ;約束左前輪裝配位置處節(jié)點(diǎn)的垂直方向自由度UZ、縱向自由度UX;約束后輪裝配位置處節(jié)點(diǎn)的垂直方向自由度UZ

(4)緊急制動(dòng)工況

本工況將模擬客車在行駛中緊急制動(dòng)時(shí)的載荷情況，客車車身除承受乘客及車輛重力作用外，還要受到縱向制動(dòng)慣性力的作用。制動(dòng)時(shí)，設(shè)定客車的最大減速度為:a=g，其中為路面附著系數(shù)取0.8，即車身加速度為-0.8g

載荷與邊界條件

汽車在加速或制動(dòng)時(shí)，由于慣性力的作用，車身骨架將承受縱向載荷?？v向載荷的大小取決于縱向加速度和車載質(zhì)量兩個(gè)參數(shù)。而在緊急制動(dòng)工況下，慣性力的大小取決于受制動(dòng)減速度的大小。以前述公式，確定本工況制動(dòng)減速度為0.8g。進(jìn)行計(jì)算時(shí)假設(shè)制動(dòng)時(shí)前后各車輪同時(shí)抱死，在車身骨架上施加一個(gè)縱向加速度來模擬緊急制動(dòng)工況。邊界條件:約束前輪裝配位置處節(jié)點(diǎn)的三個(gè)平動(dòng)自由度UX, UY, UZ，約束后輪裝配位置處節(jié)點(diǎn)的垂直自由度UZ和縱向自由度UX，釋放其它自由度。