硬件在環(huán)的轎車白車身結構分析與優(yōu)化設計.pdf

1、汽車行業(yè)是一個高速發(fā)展的行業(yè)，其競爭日趨激烈。汽車企業(yè)要想獲得大的市場份額，必須不斷更新產品，滿足用戶需求，轎車新產品的開發(fā)周期和費用取決于車身?，F(xiàn)代轎車廣泛采用全承載式車身，這種車身整體參與承受來自汽車各個總成傳遞的荷載，車身結構設計決定了其車身的強度、剛度和模態(tài)等靜、動態(tài)力學性能，并影響其整車的輕量化和總成間的匹配關系。國內外普遍采用CAD/CAE方法進行白車身結構分析和設計，一般利用CAD進行白車身的幾何建模，利用CAE進行強度、

2、剛度、模態(tài)分析，依據CAE分析結果不斷進行修改模型，最后得出較理想的實用幾何模型和車身結構。這種設計方法的效率和精度尚待完善，因此在深入了解白車身結構與力學性能關系的基礎上，研究結構性能優(yōu)質、低成本、快速的車身結構設計方法，是汽車制造工程一直需要的研究課題之一。 本文以某企業(yè)幾種典型轎車白車身結構為研究對象，運用強度、剛度、模態(tài)及優(yōu)化設計基本理論和有限元分析方法，研究轎車白車身硬件在環(huán)優(yōu)化設計的方法，對其分析方法中的一些關鍵力學

3、問題進行研究，提高了轎車白車身優(yōu)化設計的精度和效率，從而提高轎車的開發(fā)速度并降低了開發(fā)成本。本文主要研究成果如下： 根據轎車白車身結構特點，利用白車身的UG模型及相關樣圖，找出白車身力學建模和幾何模型簡化、有限單元選擇及網格劃分和焊接點處理等可行方法，建立了白車身有限元分析模型，為白車身的靜、動態(tài)力學特性CAE分析的準確性奠定了基礎。 依據優(yōu)化設計基本理論，針對轎車白車身優(yōu)化設計目的和意義，確定優(yōu)化設計目標和設計變量，采

4、用CAE分析軟件ANSYS平臺，建立了轎車白車身優(yōu)化設計的解決路徑。然后依據剛度、強度和模態(tài)試驗方法，自行設計了白車身剛度、強度試驗臺，對典型白車身進行了強度、剛度和模態(tài)試驗，獲得了該車型白車身的靜、動態(tài)力學特性。 采用白車身仿真分析與試驗分析相結合的方法，提出了轎車白車身硬件在環(huán)仿真的分析方法，并設計了系統(tǒng)方案，運用該方法對白車身有限元模型進行硬件在環(huán)修正，從而提高了模型修正效率。 在ANSYS平臺上，對典型白車身進行