某微型電動(dòng)轎車車身骨架有限元及試驗(yàn)分析.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)及其技術(shù)的發(fā)展，有限元法在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)顯示出其優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不同，該方法可以在概念設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與分析并行，既縮短了設(shè)計(jì)周期又降低了開發(fā)成本，是一種十分高效的工程分析方法。實(shí)踐證明，利用有限元法對(duì)車身骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析是十分有效和必要的。通過(guò)對(duì)車身結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)的分析，對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析其強(qiáng)度、剛度、固有頻率和相應(yīng)的振型，得出車身的應(yīng)力分布狀況和變形狀況，為后續(xù)工作奠定了基礎(chǔ)。 本文結(jié)合某公司自主研發(fā)某款A(yù)0

2、0級(jí)微型電動(dòng)轎車科研項(xiàng)目，首先利用UG軟件建立了車身骨架結(jié)構(gòu)幾何模型，然后將其導(dǎo)入HYPERMESH軟件中，建立有限元模型。在建立有限元模型過(guò)程中應(yīng)考慮的主要問(wèn)題包括幾何模型的簡(jiǎn)化、單位制及材料的性能、單元選擇和網(wǎng)格劃分、模型規(guī)模的控制、模型質(zhì)量的檢查、載荷處理、焊點(diǎn)處理等。在有限元模型中采用了殼單元(Shell)結(jié)構(gòu)，最終計(jì)算模型包含65328個(gè)節(jié)點(diǎn)，68311個(gè)單元；三角形單元個(gè)數(shù)為282，三角形單元比例為0.4％。 結(jié)合微

3、型電動(dòng)轎車車身的實(shí)際情況，利用有限元分析軟件NASTRAN計(jì)算分析了該車身骨架靜態(tài)彎曲和彎扭組合工況下的剛度和強(qiáng)度特性，通過(guò)對(duì)車身骨架強(qiáng)度和剛度分析可以得出車身骨架結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布狀況和變形狀況，得出其薄弱環(huán)節(jié)，為結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和優(yōu)化提供參考。 微型電動(dòng)轎車車身骨架結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)是整車的一個(gè)重要性能參數(shù)，設(shè)計(jì)車身骨架時(shí)，應(yīng)盡量使其模態(tài)頻率錯(cuò)開激振頻率，以避免共振。根據(jù)純電動(dòng)轎車的動(dòng)態(tài)性能要求，對(duì)該車身骨架進(jìn)行了模態(tài)分析，計(jì)算了其前十四階自

4、由振動(dòng)模態(tài)，獲得了車身骨架的固有頻率及相應(yīng)的振型，找出了車身結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)激勵(lì)時(shí)的薄弱環(huán)節(jié)。通過(guò)試驗(yàn)?zāi)B(tài)結(jié)果與模態(tài)仿真分析數(shù)據(jù)的對(duì)比，驗(yàn)證了有限元模型。說(shuō)明所建立的仿真模型能夠比較準(zhǔn)確地模擬車身骨架結(jié)構(gòu)的固有模態(tài)。根據(jù)有限元的理論指導(dǎo)，結(jié)合微型電動(dòng)轎車車身的實(shí)際情況，提出了符合實(shí)際生產(chǎn)和滿足整車使用性能和車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)方案，同時(shí)模態(tài)試驗(yàn)方法也為今后同等規(guī)模的結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗(yàn)提供了參考。通過(guò)對(duì)該車身骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，縮短了設(shè)計(jì)和試驗(yàn)周期