硬件在環(huán)的轎車白車身結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).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(chǎn)品，滿足用戶需求，轎車新產(chǎn)品的開發(fā)周期和費(fèi)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定了其車身的強(qiáng)度、剛度和模態(tài)等靜、動態(tài)力學(xué)性能，并影響其整車的輕量化和總成間的匹配關(guān)系。國內(nèi)外普遍采用CAD/CAE方法進(jìn)行白車身結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)，一般利用CAD進(jìn)行白車身的幾何建模，利用CAE進(jìn)行強(qiáng)度、

2、剛度、模態(tài)分析，依據(jù)CAE分析結(jié)果不斷進(jìn)行修改模型，最后得出較理想的實(shí)用幾何模型和車身結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)方法的效率和精度尚待完善，因此在深入了解白車身結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能關(guān)系的基礎(chǔ)上，研究結(jié)構(gòu)性能優(yōu)質(zhì)、低成本、快速的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)為研究對象，運(yùn)用強(qiáng)度、剛度、模態(tài)及優(yōu)化設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的方法，對其分析方法中的一些關(guān)鍵力學(xué)

3、問題進(jìn)行研究，提高了轎車白車身優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jù)轎車白車身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用白車身的UG模型及相關(guān)樣圖，找出白車身力學(xué)建模和幾何模型簡化、有限單元選擇及網(wǎng)格劃分和焊接點(diǎn)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(xué)特性CAE分析的準(zhǔn)確性奠定了基礎(chǔ)。 依據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)基本理論，針對轎車白車身優(yōu)化設(shè)計(jì)目的和意義，確定優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的解決路徑。然后依據(jù)剛度、強(qiáng)度和模態(tài)試驗(yàn)方法，自行設(shè)計(jì)了白車身剛度、強(qiáng)度試驗(yàn)臺，對典型白車身進(jìn)行了強(qiáng)度、剛度和模態(tài)試驗(yàn)，獲得了該車型白車身的靜、動態(tài)力學(xué)特性。 采用白車身仿真分析與試驗(yàn)分析相結(jié)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(shè)計(jì)了系統(tǒng)方案，運(yùn)用該方法對白車身有限元模型進(jìn)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(jìn)行