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1. 研究目的与意义（文献综述）
随着时代的发展，城市变得越来越拥堵，城市轨道交通的出现大大的缓解了城市的压力。城市轨道交通有很多优点：快捷、高效、绿色、方便等。城市轨道交通发展得越来越快，对城市轨道车辆也提出了更高的要求，城市轨道交通与人们的生活息息相关，也备受人们关注。城市轨道车辆车身的轻量化设计能够节约能源和保护环境，同时能够使车辆具有更长的寿命，能够给人们带来更好的乘车体验，所以说城市轨道车辆车身的轻量化设计是一个非常重要的研究方向。当前很多在城市轨道车辆车身的轻量化设计当中使用大量的轻量化材料，给环境带来了很大的伤害，不能满足实际的轻量化设计要求。应该对车身进行有限元分析，并且进行轻量化优化，再结合优良的轻量化材料，才能达到合理的轻量化设计要求。为了得到更好的车身轻量化设计，国内外的学者做出了很多的研究和尝试。
当前国内的学者对车身轻量化的研究已经相当成熟，王康[1]将白车身作为研究对象，建立相应的白车身模型分析白车身低阶模态频率，进而对照各项指标验证模型的可靠性，最后将优化后的设计变量带入模型当中进行综合分析，比对设计前后的性能，研究得到白车身结构的轻量化效果明显，减重效果非常不错，对车身的轻量化设计有一定的指导意义。朱鹏飞[2]是针对北京地铁车辆的轻量化进行的设计研究，将对车辆的轻量化调研与研究分成两大部分，一是对车体进行的调研与分析，另一部分的内容就是对车辆的内部设备设施系统围绕着轻量化设计进行了横向的比较与分析。王帅[3]也是对白车身进行轻量化设计，通过对比分析不同代理模型的精度,选择使用响应面法进行代理模型建立，再通过粒子群算法进行优化计算,并通过验证分析确定了该轻量化方法的可行性。胡宸[4]主要是以汽车为研究对象，对汽车进行轻量化研究，建立相应的svr近似模型对汽车车身展开轻量化设计。
研究汽车和电动车的车身轻量化对城市轨道车辆车身轻量化的研究也很有帮助。李磊[5]对某电动车的白车身进行轻量化研究，利用hypermesh建立了白车身的有限元模型，然后分析车身的静动态刚度，接着探究了车身部件厚度对整车性能的影响，最后基于相对灵敏度的白车身轻量化设计以及扭转刚度的优化，使用工艺改善和结构修改的方式把扭转刚度提高到了同级车的水平。与李磊相似的是，彭光旭[6]也是利用hypermesh建立白车身的有限元模型，对某一国产轿车的白车身进行车身轻量化的研究。舒辉强[7]则是从材料方面着手，对轻量化车身的结构进行研究。车身的轻量化设计固然重要，但是车身的防撞性也非常重要，程江洪[8]的基于性能关重度及富余量的车身轻量化设计与优化就实现了车身耐撞性和轻量化设计的双重目标。肖存云[9]主要以高强度钢板为研究对象对车身轻量化进行研究，通过简化侧面碰撞模型，引入与整车类似的边界条件,提高模型的可靠性，通过减少热成形b柱的厚度，与原模型进行对比分析,结果表明在侧碰工况下，侵入量和侵入速度都有改善，同时质量减少0.92kg。涂晴[10]分析了不同焊缝连接对车门性能的影响以及焊缝位置对冲压件成形性能的影响，结合试验设计及优化算法达到轻量化的目的。文忠武[11]根据kriging模型的可靠性优化设计对车身轻量化进行研究，通过拉丁方试验设计在设计空间和不确定空间进行采用，构建目标和约束函数的kriging近似模型，在满足耐撞性约束的同时实现车身所选部件减重11.39kg，能够较好地满足整车安全性与可靠性的设计要求。城市轨道车辆的车头是比较复杂，也是非常重要的一处位置，侯可为[12]对地铁车头性能分析与结构优化研究，优化后的司机室保护框结构不仅满足可靠性要求并且兼顾了轻量化，取得了较好的优化效果。xiong feng[13]等人通过egra分析软件，对汽车前端结构的多目标轻量化为主要组件来承受冲击力，同时保护乘员免受正面碰撞的伤害进行研究。qiang liu[14]等人研究出一种多尺度的碳斜纹织物复合材料三维弹性模型的预测方法，将其应用于电动汽车车身结构的耐撞性分析，通过光学显微镜测量t300碳斜纹编织织物复合材料的微观结构来获得几何参数，使用碳斜纹编织织物复合材料可节省28％的体重，能够使车辆实现更好的轻量化设计。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究的目标
在能够熟练的运用catia软件和ansys分析软件的基础上，建立城市轨道车辆的中间车三维模型，并且利用有限元分析软件得到城市轨道车辆车身的轻量化设计。
2.2研究的基本内容
3. 研究计划与安排
1-2（7 学期第18-19周）确定毕业设计选题、完善毕业设计任务书(相关参数)、校内外资料收集
3（8 学期第1周）方案构思、文献检索、完成开题报告
4～5（8学期第2-3周） 外文翻译、资料再收集
4. 参考文献（12篇以上）
[1]王康. 白车身结构的轻量化研究[d].重庆理工大学,2019.
[2]朱鹏飞. 北京地铁车辆轻量化设计研究[d].北京建筑大学,2013.
[3]王帅. 基于代理模型的白车身轻量化设计研究[d].湖南大学,2018.
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