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本科畢業(yè)論文(設計)開題報告
論 文 題 目： 大型客車車身設計學 院 ： 業(yè) 、班 級生 姓 名 ： 稱）：
畢業(yè)論文（設計）開題報告要求
開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質量畢業(yè)論文
（設計）的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù)
1. 論文（設計）題目及研究領域；
2. 論文（設計）工作的理論意義和應用價值；
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文（設計）研究的內容1.重點解決的問題；
2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路）；
3. 本論文（設計）預期取得的成果。三、論文（設計）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）；
2. 論文（設計）進度計劃。四、文獻查閱及文獻綜述
學生應根據(jù)所在學院及指導教師的要求閱讀一定量的文獻資料，并在此基礎上通過分析、研究、綜合，形成文獻綜述。必要時應在調研、實驗或實習的基礎上遞交相關的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎。
五、其他要求
1. 開題報告應在畢業(yè)論文（設計）工作開始后的前四周內完成；
2. 開題報告必須經(jīng)學院教學指導委員會審查通過；
3. 開題報告不合格或沒有做開題報告的學生，須重做或補做合格后，方能繼續(xù)論文（設計）工作，否則不允許參加答辯；
4. 開題報告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導教師；
5. 開題報告的內容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。
一、選題依據(jù)
1. 研究領域
車輛工程-汽車設計-車身設計
2. 論文（設計）工作的理論意義和應用價值
由于我國城市化進程的加速以及居住郊區(qū)化帶來的交通需求，大型客車在解決城市交通需求和市場需求的角度上變得越來越重要。對大型客車車身造型及總布置的研究，有利于我國城市公交的發(fā)展。例如：前圍的設計能有利于降低風阻，拓寬駕駛員的視野；側圍的設計、座椅的布置及其支架造型設計、地板設計能給乘客帶來更佳的乘坐體驗，后視鏡和后圍的設計能保障駕駛員和乘客的生命安全等。在貫徹公共交通“安全、舒適、快捷、經(jīng)濟、方便”的基本原則下，本論文有一定的應用和參考價值。3．目前研究的概況和發(fā)展趨勢
國外汽車大公司和設計公司具備汽車創(chuàng)意和造型的能力，一個公司就開發(fā)過幾十
至幾百種大型客車車身，積累了幾十年的大型客車車身開發(fā)經(jīng)驗。國外的學者在汽車輕量化研究和拓撲優(yōu)化研究方面，作了很多研究和試驗，取得了很多重要的成果。1995 年，Kane 等人分別用遺傳算法和蟻群優(yōu)化算法對金屬平板進行了拓撲優(yōu)化設計；2010 年，A.gauchia 等人運用有限元分析、靈敏度分析和遺傳算法等技術對大型客車車身進行結構優(yōu)化。
同時在國內，許多學者在車身結構優(yōu)化方面，基于有限元分析，多體動力學分析和疲勞壽命分析結果，綜合考慮車身剛度、強度、振動、疲勞、碰撞安全性和輕量化也做了許多研究。2001 年吉林大學的林松采用了梁、板殼和彈簧單元對某大型客車車身建立有限元模型，通過車身部分結構靈敏度優(yōu)化后將整車質量降低了 5.7%。2004 年，陳茹雯運用 ANSYS 軟件對某大型客車車身進行了有限元分析并進行了拓撲優(yōu)化。
根據(jù)建設部提出的我國城市公共交通的發(fā)展原則、方式、目標的指導意見，發(fā)展公共交通要堅持五大基本原則，推動綠色公交、智能公交、大容量地面快速公交為重點的公共交通的科技進步，形成信息化、智能化、社會化的綠色新型的一體化公共交通。因此，未來大型客車車身的趨勢將向著大型化、低地板化、高檔化、綠色環(huán)保化、造型現(xiàn)代化發(fā)展。因此本課題將進行大型客車車身設計，從車身外部總布置設計以及內部造型與總布置設計去嘗試優(yōu)化城市公交車這一類型的大型客車。
二、論文（設計）研究的內容
1. 重點解決的問題
車身內外部造型與總布置設計。
2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路）
（1） 通過查閱各種資料，了解本設計的意義、研究概況和發(fā)展趨勢；
（2） 對大型客車車身制圖，并對其外部總裝置和內部總裝置進行設計；
（3） 運用 CATIA 對大型客車車身造型及外部總裝置、駕駛區(qū)和乘客區(qū)進行三維設計；
（4） 通過優(yōu)化設計后的參數(shù)得出結論,基于優(yōu)化后成果進行設計。
3. 本論文（設計）預期取得的成果
通過對大型客車車身造型以及內外部總布置的學習了解深入，加深了對大型客車車身整體的優(yōu)化意識，設計出更經(jīng)濟安全舒適的大型客車。
（1） 完成 10000 字左右的畢業(yè)論文；
（2） 完成 3000 字左右的外文文獻翻譯；
（3） 使用 CATIA 建模和三維設計；
（4） 繪制 3 張 A0 圖紙。
三、論文（設計）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）；
（1） 查閱和翻譯車身設計和開發(fā)的相關資料，了解現(xiàn)代車身設計方法，了解企業(yè)的生產(chǎn)和技術狀況。
（2） 了解工程應用軟件 CATIA 的操作和使用方法，在 CATIA 環(huán)境下對儀表板、座椅、地板、行李架等進行造型設計。
2. 論文（設計）進度計劃
第 1 周：理解設計題目，查找參考資料；
第 2 周：整理參考文獻，撰寫文獻綜述；
第 3 周：撰寫開題報告，翻譯英文文獻；
第 4 周：修改開題報告，準備開題答辯；
第 5 周：整合已有資料，構筑論文大綱；
第 6 周：進行車身外部造型設計，包括前圍和后圍；
第 7 周：繼續(xù)進行外部造型設計，包括側圍和頂蓋；
第 8 周：中期檢查；
第 9 周：進行車身內部造型設計，包括地板設計及座椅布置；
第 10 周：繼續(xù)進行內部造型設計，包括儀表臺造型設計；
第 11 周：繼續(xù)進行內部造型設計，包括駕駛員座椅設計及布置；
第 12 周：繼續(xù)進行內部造型設計，包括座椅及座椅支架設計；
第 13 周：完成論文的初稿部分，向指導老師尋求意見，優(yōu)化論文結構，潤色語句， 修改不當之處，補足不足之處；
第 14 周：論文資料整合，最終定稿，為最終的答辯做好各方面準備，熟悉論文內容， 增強自己對論文的把握；
第 15 周：對論文進行一定的思維發(fā)散，設計準備并進行準備論文答辯。；第16 周：論文答辯。
四、需要閱讀的參考文獻
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[5]A.V.Bychkov,N.L.Osipov,A.A.Parakhoni.Use of three0layer compositions in the support system of the bus body.Journal of Machinery Manufacture and Reliability.March 2014,Volume 43,lssue 2,pp140-144.
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[7] 劉長順，胡秋鳳?；跀?shù)字化設計的客車車身設計研究[J].中國科技縱橫，2016，（8）：57.DOI： 10.3969/j.issn.1671-2064.2016.08.046.
[8] 趙揚。大客車車身蒙皮及骨架檢測修復要點分析[J].中國新技術新產(chǎn)品，2016，（8）： 86-86,87.DOI：10.3969/j.issn.1673-9957.2016.08.065.
[9] 伍玉霞，韓劍，劉俊杰等。大型客車車身骨架靜態(tài)模態(tài)分析及優(yōu)化[J].機械設計與制造，2016，
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[15] 李奇，張勇，張成等。靈敏度分析的客車車身模塊重構與結構輕量化優(yōu)化設計[J].華僑大學學報（自然科學版），2015,36（4）：377-382.DOI：10.11830/ISSN。1000-5013.2015.04.0377.
附：文獻綜述或報告
1 引言
文獻綜述
近年來，我國隨著城市化進程加速城市人口增加以及居住郊區(qū)化等帶來的交通需求量的劇增， 使得道路交通設施供應、管理、技術、空間不足的矛盾突出。汽車化成為解決城市交通需求迅速增加的重要方法。根據(jù)我國國慶，大力發(fā)展公共交通和大型客車、實施公交優(yōu)先是解決城市交通擁擠的主要途徑和出路之一。而當我們看到一輛汽車時，第一時間就會注意到它的外形。往往外形帥氣、漂亮，線條流暢的汽車能最先抓住大眾的眼睛。汽車設計中車身造型設計屬工業(yè)（產(chǎn)品造型）設計的范疇。車身設計造型涉及諸如空氣動力學、人體工程學、制造工藝學、美學、結構學和材料學等多門學科，其設計比重在整車總設計中已屬最大部分。同時，對廠家來說，大型客車設計中由于底盤、發(fā)動機都是使用現(xiàn)成生產(chǎn)線，但是車身往往要重新設計，因此其重要性更加突出。
2 國外研究現(xiàn)狀
國外汽車大公司和設計公司具備汽車創(chuàng)意和造型的能力，一個公司就開發(fā)過幾十至幾百種大型客車車身，積累了幾十年的大型客車車身開發(fā)經(jīng)驗，并已形成汽車制造企業(yè)各自的品牌風格特 征。大型客車的車身一般分為應力蒙皮結構和骨架承載結構，歐洲大型客車一般采用無車架式底 盤與骨架結構車身相結合的結構型式。骨架部分承受載荷，外蒙皮只起裝飾作用。現(xiàn)代車身設計 廣泛采用 CAD、CAM 等技術手段，多車身框架均要進行有限元計算和分析，以達到最佳的剛度和強度。
在汽車輕量化研究和拓撲優(yōu)化研究方面，國外學者作了很多研究和試驗，取得了很多重要的成果。拓撲優(yōu)化在工程上的應用已有幾十年的歷史，從最初的簡單的離散體結構拓撲優(yōu)化發(fā)展到 了現(xiàn)在的連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化。拓撲優(yōu)化方法是車輛輕量化的一種手段，應用拓撲優(yōu)化方法可以
使車輛達到較好的輕量化效果。由于計算機技術、有限元方法和數(shù)學規(guī)劃法的發(fā)展，近代結構優(yōu) 化從 50 年代末 60 年代初遜色發(fā)展起來。結構優(yōu)化設計應用于輕量化設計方面一般分為結構尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化和拓撲優(yōu)化等三個層次。而拓撲優(yōu)化可分為離散體結構拓撲優(yōu)化和連續(xù)體結構優(yōu) 化兩大類。
1980 年，Cheng 和 Olhoff 首先把材料的微觀模型引進到結構優(yōu)化設計中[1]，后來 Bendsoe 又
使用自適應有限元方法[2]。Bendsoe 的方法在優(yōu)化時只考慮體積約束和平衡條件，以最小柔順性為目標，有限元模型中每一單元的微觀結構指定為相同并以其尺寸和轉角作為設計變量，優(yōu)化算法屬于準則法，其最優(yōu)準則由變分法導出。1995 年，Kane[3]等人分別用遺傳算法和蟻群優(yōu)化算法對金屬平板進行了拓撲優(yōu)化設計，其基本原理是以生物進化理論為背景，經(jīng)過數(shù)學抽象建立算法模型，編制相應的優(yōu)化程序，借助計算機來求解最優(yōu)化問題。2004 年，Lan,F[4]應用 UG 軟件建立了某大型客車車身骨架的幾何模型，接著應用有限元分析軟件 ANSYS 對其分別進行了靜力學和動力學分析，并通過試驗法檢驗了模型的有效性，最后在不降低強度和剛度的條件下，選取梁的截面尺寸和板的厚度為設計變量，以總重量為優(yōu)化目標對其進行了輕量化設計，結果取得了良好的減重效果。2010 年，A.gauchia[5]等人運用有限元分析、靈敏度分析和遺傳算法等技術對大型客車車身進行結構優(yōu)化，優(yōu)化結果顯示車載在減重 63.9kg（4%）的同時扭轉剛度提升了 0.225%。
3 國內研究現(xiàn)狀
在國內，大型客車按車身承載劃分，可分為非承載式，半承載式和全承載式三大類。非承載式和半承載式車身結構都屬于有車架式的。在國內，全承載式車身正在被逐漸開發(fā)，全承載式車身就是無獨立車架的整體車身結構形式，其結構特點是底盤不是傳統(tǒng)的沖壓成型鉚接車架式結構， 而是由矩形鋼管構成的格柵式結構；底架、前圍、后圍、左右側圍、車頂六大片組成全承載式車身。作為大中型客車的主流形式，它大大提升了車身與底架的整體剛度與強度的同時，還相應降低了車體質量，達到甚至超過了世界車身強度標準的大型客車翻滾強度要求，保證了整車發(fā)生翻滾后，仍然具有足夠的乘員生存空間。用于事故發(fā)生后便于乘員離開的安全門和安全天窗，也都有較好的安排。而車身前圍采用拱形結構，也是抵抗正面碰撞，分散撞擊受力，減少撞擊變形的有效辦法。
在車身結構優(yōu)化方面，基于有限元分析，多體動力學分析和疲勞壽命分析結果，綜合考慮車身剛度、強度、振動、疲勞、碰撞安全性和輕量化的多學科。多目標優(yōu)化已成為研究熱點。
2001 年吉林大學的林松[6]采用了梁、板殼和彈簧單元對某大型客車車身建立有限元模型，通
過車身部分結構靈敏度分析將部分靈敏度高的參數(shù)變量作為優(yōu)化變量，經(jīng)過優(yōu)化后將整車質量降低了 5.7%。2004 年，陳茹雯[7]運用 ANSYS 軟件對某大型客車車身進行了有限元分析并進行了拓撲優(yōu)化。經(jīng)拓撲優(yōu)化后車身骨架各項特性參數(shù)指標均有不同程度的提高，由此可以得出結論：基于有限元的拓撲優(yōu)化技術應用于車身設計方面是可行的。2006 年 3 月，吉林大學機械科學與工程學院的楊志軍、吳曉明、陳塑寰和孟樹興[8]提出了單元應變能密度靈敏度的概念，并將其應用在多工況約束下大型客車頂棚拓撲優(yōu)化的算法中，從而簡化了優(yōu)化過程，其計算結果表明該算法對大型客車車身頂棚結構的優(yōu)化是有效的。2010 年，蘇瑞意、杜良進[9]等人對客車車身骨架進行多目標優(yōu)化，優(yōu)化目標包括重量、剛度強度、模態(tài)和側翻安全性，優(yōu)化結果顯示整車質量下降 4.26%。一階扭轉頻率提高 8.8%，剛度增加 12.19%，同時側翻安全性符合法規(guī)要求。2011 年，吉林大學宋群[10]基于傳統(tǒng)的全承載客車技術，設計研究了一款將中門布置在后橋懸架的全承載電動客車， 對新設計的車身骨架進行結構分析、莫泰分析以及車身截面梁尺寸優(yōu)化設計，并與已有的車身骨架數(shù)據(jù)進行對比，不僅整車剛度和強度得到提高，最終實現(xiàn)了車身骨架減輕 1500kg，輕量化效果顯著。
4 發(fā)展趨勢及展望
未來大型客車車身的趨勢將向著大型化、低地板化、高檔化、綠色環(huán)?；?、造型現(xiàn)代化發(fā)展。 傳統(tǒng)鉸接式的大型公共汽車占地面積較大，轉向半徑大，運行不靈活，已在一些城市部分線路徹底退出歷史舞臺，將逐步被 11~12m 長，載客 60~70 人左右的大型城市客車所代替；而低地板技術的應用，增加了城市客車的行駛穩(wěn)定性和舒適性，降低了整車的重心，方便了乘客：尤其是老人、
兒童、有行動障礙的人上下車。目前我國的低地板公交車輛還不能稱作真正的低地板客車，因為沒有解決前后橋和懸掛問題；在動力配置方面，采用大功率、大扭矩、低排放、低油耗，先進可靠的發(fā)動機；同時力求整車外觀色彩明快，線條流暢，直接體現(xiàn)現(xiàn)代都市風貌，并成為現(xiàn)代都市一道亮麗的風景線，車輛內外裝飾要求進行軟化處理，高檔豪華便于游客觀光旅游。在智能化自動化方面，要求減少人工操作、裝有自動電子報站器、電子路牌顯示、自動投示機、監(jiān)視系統(tǒng)、IC 打卡機等，這些智能化自動化電子技術已經(jīng)在一些大中型客車上使用，今后，導航系統(tǒng)、安全監(jiān)測黑匣子、防盜裝置等高新技術也將在大型客車上逐步應用。
5 本文擬開展的工作
因此本課題進行大型客車車身設計，將從車身外部總布置設計（包括前圍、側圍、后圍、頂 蓋）以及內部造型與總布置設計（包括地板設計、座椅布置、座椅及座椅支架造型、儀表臺的造型和駕駛員座椅）兩大方面著手，去嘗試優(yōu)化城市公交車這一類型的大型客車。
參考文獻
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