轎車白車身剛度定性仿真與梁截面優(yōu)化.pdf

1、汽車工業(yè)近年來經(jīng)歷了高速發(fā)展的階段,大量事實表明,CAE技術在汽車開發(fā)中應用得越早,就越能節(jié)約成本,縮短開發(fā)周期。同時,現(xiàn)代轎車大多采用承載式車身,白車身剛度對于轎車的靜動力學性能顯得尤為重要。因而在新產(chǎn)品設計的初期階段,對白車身多種結(jié)構設計方案的剛度快速比較分析,進而確定白車身概念設計方案,對縮短白車身開發(fā)時間具有重要意義。本文探討了在概念設計階段對轎車白車身剛度這一重要性能指標進行CAE仿真及梁截面優(yōu)化的方法。并在此基礎上,介紹了自

2、主研發(fā)的基于UG NX平臺的概念階段車身剛度仿真。本文首先研究了一種參數(shù)化白車身線框幾何模型的構建方法,基于此線框模型以及梁截面庫的建立,快速建立白車身剛度計算有限元模型,實現(xiàn)概念設計階段白車身剛度評價。隨后計算了某車型白車身簡化模型與詳細設計模型的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度,計算結(jié)果表明兩者彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度值相差均在10％以內(nèi),驗證了概念設計階段仿真模型的合理性和有效性。接下來,本文針對白車身中的主要組成結(jié)構,薄壁梁單元的截面形狀優(yōu)化技術進

3、行了系統(tǒng)研究。通過對截面形狀控制方法的研究,選擇比例向量法對截面進行優(yōu)化控制。同時,由于梁截面參與車身剛度計算時,主要是梁截面的特征參數(shù),本文基于響應面方法,推導了梁截面特征參數(shù)計算公式。然后以某型車為對象,并在靈敏度分析的基礎上,對車身梁截面進行了形狀優(yōu)化,并根據(jù)優(yōu)化結(jié)果確定最佳的梁截面形狀。計算結(jié)果表明,車身質(zhì)量下降3.8%,彎曲與扭轉(zhuǎn)剛度分別提高了3.89%、7.12%,實現(xiàn)在概念設計階段的對梁截面的初次優(yōu)化設計,優(yōu)化結(jié)果表明,該