摘 要

收集目前世界有关无人驾驶巴士相关资料，对当前电动无人驾驶巴士车身骨架结构，生产工艺以及装配方式等方面的新技术新应用有了一定的了解。

在本次毕业设计之中，我使用CATIA进行电动无人驾驶巴士车身结构设计。通过分析比较不同种车型的车身结构尺寸等参数，确定本车身结构设计的主要尺寸参数，进行前后围、侧围和顶围骨架布置设计，最后进行车身骨架静强度载荷强度分析、巴士外流场分析计算。通过分析车身骨架应力分布图、应变分布图以及车身骨架总变形图，对于车身骨架应力、应变集中处进行结构优化。同时，在进行车身结构设计的过程之中，学会制定合理目标和进行设计进度节点控制以保证毕业设计的顺利完成。学会不恐惧问题，不回避问题，在解决问题的过程之中，不断优化设计，改进模型，不断成长。

关键词：电动无人驾驶巴士；车身结构设计；骨架；分析；优化

Abstract

Collecting relevant information on unmanned buses in the world currently，I learn about more details of the new technologies and new applications in the body structure, production processes and assembly methods of the current Electric-Driverless buses.

During the process of Electric- Driverless bus body structure design in this graduation project, I made the use of CATIA to achieve the goal. After determining the main dimensions of the body structure design, the layout of the front and rear enclosures, side enclosures, and roof enclosures is designed. Finally, the static strength analysis of the car body frame strength 、 the bus flow field analysis and calculation are performed. By analyzing the stress distribution map, strain distribution map and the total body deformation map of the car body skeleton, I made the structural optimization of the stress and strain concentration places of the car body skeleton . During the process of designing the body structure,I learnd to formulate reasonable goals and perform design progress node control to ensure the successful completion of graduation design. Learning not to fear problems and avoid problems, but constantly optimize the design and improve the model. Only in this way can I made a continuously grow.

Key words: Electric-Driverless bus; body structure design; skeleton; analysis; optimization

目录

第1章 绪论 1

1.1选题的意义及目的 1

1.1.1选题背景 1

1.1.2研究意义 1

1.2国内外无人驾驶巴士发展现状 1

1.3未来无人驾驶巴士发展前景 2

1.4本章小结 2

第2章 电动无人驾驶巴士骨架尺寸参数确定 3

2.1电动无人驾驶巴士参数确定 3

2.1.1骨架设计依据 3

2.1.2全车结构整体规划 4

2.2电动无人驾驶巴士结构形式设计 4

2.2.1侧围骨架设计 4

2.2.2前后围骨架设计 5

2.2.3顶盖骨架设计 6

2.2.4显示屏支撑件结构设计 8

2.2.5座椅安装支架设计 9

2.2.6各部分骨架的连接形式 11

2.3本章小结 11

第3章电动无人驾驶巴士车身外蒙皮外部造型 12

3.1电动无人驾驶巴士车身外蒙皮三维造型设计 12

3.1.1前围曲面连续性分析 12

3.1.2顶围曲面连续性分析 13

3.2车身骨架三维造型设计 13

3.2.1顶盖造型 13

3.2.2前后围造型 14

3.2.3侧围造型 15

3.2.5显示屏三维造型 16

3.2.6乘客座椅支架三维造型设计 16

3.3本章小结 17

第4章 基于FLUENT无人驾驶巴士外流场数值分析与计算 18

4.1仿真背景 18

4.2基本理论 19

4.2.1湍流流动模型的选择 19

4.2.2计算模型建立以及网格划分 19

4.2.3数据导入FLUENT中进行巴士外流场分析 20

4.3本章小结 22

第5章 车身骨架结构形式设计 24

5.1车身骨架结构形式选型 24

5.1.1承载式车身 24

5.1.2半承载式车身 25

5.1.3非承载式车身 25

5.1.4铝合金车身 25

5.2客车车身骨架设计基本思路 26

5.3本车车身骨架设计原则 26

5.4本章小结 27

第6章 基于ANSYS的车身骨架强度校核以及优化 29

6.1车身骨架前处理 29

6.1.1车身骨架材料牌号以及性能 29

6.1.2生成有限元模型 29

6.1.3车身骨架各零部件载荷处理 30

6.4车身骨架静强度载荷分析 31

6.5车身骨架结构优化 33

6.6本章小结 33

第7章 总结 34

参考文献 35

附录 37

致谢 43

第1章 绪论

1.1选题的意义及目的

1.1.1选题背景

近年来，汽车领域的智能化技术范围不断扩大，研究和生产无人驾驶汽车成为汽车和客车制造商的新的竞争领域。无人驾驶技术的研究成为当代发达国家重点研究领域。材料显示，无人驾驶巴士的测试已经进行到上路测试阶段，也许在未来，无人驾驶巴士将会成为智能交通系统的一部分。

1.1.2研究意义

移动互联、大数据及云计算等技术所代表的新一轮科技革命正在兴起。为了在此科技革命之中抓住先机，成就“中国创造”。

搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，通过融合现代通信与网络技术，来实现车与x(车、路、人、云等)智能信息交换、共享。智能网联汽车具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现安全、高效、舒适、节能行驶，并最终实现替代人来操作汽车。智能网联汽车可以使未来的智能交通系统和人们的出行方式变得更安全、更节能、更环保。

1.2国内外无人驾驶巴士发展现状

可行性与实用性是目前国内外对于无人驾驶巴士研究的两个主要方向^[1]。在二十世纪八年代，美国提出自主行驶地面车辆计划，使用一辆八轮小车以一种很低的车速在校园内运行，但由于当时情况限制该实验效果不佳。因此世界各国将对自主驾驶地面车辆的研究，逐渐转向相对简单的车辆辅助驾驶项目上。从无人驾驶技术的发展历程上来看，1995年，Navlab2v的方向控制无人驾驶试验完成；2000年丰田公司研发的无人驾驶巴士可以实现车队行驶道路跟随以及防止追尾；目前欧洲关于无人驾驶技术的研究成立了相应的系统并取得了一定的成果。在国内，无人驾驶技术的发展历程进展较慢，技术不成熟，一直到上世纪八十年代，我国才开始进行无人驾驶巴士的研究。目前国内的无人驾驶技术的研究方式主要分为两种。