白车身概念模型的扭转刚度优化方法

以扭转刚度为优化目标,运用敏感度分析和正交分析相结合的方法,进行优化设计。以梁、接头和壳体为组成部分,建立了白车身简化模型和有限元模型,并通过与详细模型的对比,验证了模型的可靠性。优化影响扭转刚度的关键因素,如梁的截面、接头刚度和壳体厚度等信息。通过分析,可以提供理想的优化方案。     

基于数值模拟的车身刚度优化

以某款商用车车身为例,通过CAE数值模拟分析方法验证车身刚度是否满足设计要求。对原始方案进行初步分析得出,扭转刚度及弯曲、扭转变形率均满足要求,而弯曲刚度不满足要求。通过进一步分析,找出刚度薄弱点,然后针对薄弱点制定两个加强方案,最终确定以增加加强板的方案进行优化车身刚度。此案例分析可为后续其他车型车身刚度优化设计提供实际参考。     

汽车车身T型接头的刚度分析与研究

车身关键截面特性和车身接头结构截面特性对汽车车身结构性能有着决定性的影响。利用某自主研发轿车为研究对象,建立有限元模型,对白车身A柱,B柱,C柱接头刚度进行初步的分析计算。最后提出一种刚度比系数法来说明判定接头刚度强弱。通过对B柱上接头PRONT端,REAR端和DOWN端进行分析得到系数比越接近1,接头刚度越强,反之越弱。     

车身结构概念设计系统多目标优化模块设计

为了避免汽车车身设计后期的反复修改,开发了车身结构概念设计系统(VCDICAE)的多目标优化模块,设计了以车身结构刚度和模态为设计目标的多目标优化算法,可实现在车身质量不增加的前提下提高车身总体结构性能,从而为概念设计阶段实现车身轻量化提供依据,节约时间和成本。最后结合具体车型的概念设计过程,对该车身进行了多目标优化设计,提高了该车身的弯曲刚度、扭转刚度、一阶弯曲频率和一阶扭转频率,验证了多目标优化模块的有效性和正确性。     

车身焊点布置优化研究

以某款车身为研究对象,对已有焊点布置进行拓扑优化,在保证车身综合性能条件下进一步减少焊点数量。首先建立弯曲工况、扭转工况和模态工况,分析其刚度、强度以及模态,然后利用拓扑优化对焊点进行优化布置。焊点拓扑优化以车身焊点体积最小为优化目标,以保证原有弯曲、扭转以及模态工况下的性能为约束条件,设计变量为焊点单元密度。最后,通过仿真对比验证基于拓扑优化车身焊点的优越性。结果表明,车身焊点数量由3841降到3786,减少了55个焊点,基于拓扑优化后的车身综合性能基本保持不变,有效降低了成本。     

基于Hyperworks的风挡玻璃对车身刚度影响的分析

车身的刚度是汽车的重要的力学性能,对其进行分析和研究具有重要意义,而有限元方法在汽车结构在汽车设计流程中占据重要地位。在Hyperworks软件的Optistruct模块下建立某承载式白车身(BIW)和带有风挡玻璃的白车身(BIP)有限元模型,对BIW和BIP有限元模型分析求得其扭转刚度和弯曲刚度,进而分析研究风挡玻璃对白车身扭转刚度和弯曲刚度的影响,为白车身的结构优化设计提供借鉴与依据。     

承载式车身模态性能优化

以某承载式车身为研究对象,优化车身模态分布。使用有限元方法对车身的模态性能进行分析,得到需要优化的模态频率及振型。在灵敏度分析的基础上,结合模态匹配的相关原则,并采用基于试验设计的多目标优化流程,对车身第一阶扭转模态频率和第一阶弯曲模态频率进行优化。最后,对优化后的车身进行模态仿真,验证了优化结果的正确性,优化后的车身模态分布更加合理。     

基于NVH的某商务车白车身对标分析与优化

振动噪声舒适性是当今汽车必备要求,为达到这一目标,在开发某一车型时需要详细地根据相关车型提出。为了提高开发车型NVH性能,对某标杆车进行了NVH相关的白车身性能测试,并对样车进行了扭转刚度试验和有限元模型验证,基于样车有限元模型进行后续模态刚度性能仿真分析。根据对标杆车试验数据和同类车型性能参数,提出开发车型性能目标,重新设计尾门框焊点位置和数量并优化了样车模型的扭转刚度和一阶扭转模态频率。     

面向实际工程应用的白车身轻量化设计研究

通过总结归纳车身轻量化的工程路线与理论路线,制定了面向实际工程应用的车身轻量化新路线,针对某车型车身结构模型,展开具体的车身轻量化设计研究。首先,对车身弯曲刚度和扭转刚度进行车身性能灵敏度仿真分析,得到不同零部件的车身性能灵敏度结果;其次,从结构、材料和工艺三方面对车身进行具体轻量化方案的实施,共提出轻量化方案35个,共计减重13.193kg;第三,对轻量化车身模型进行刚度、模态、100%刚性壁障正面碰撞和侧面碰撞安全性的仿真分析,分析结果表明,轻量化后的车身模型在以上各性能指标中均符合一般设计要求指标,验证了车身轻量化方案的可行性。     

动刚度分析在车身NVH性能方面的研究与应用

介绍了动刚度的基本概念和相关理论,并对原点动刚度的理论公式进行了推导。建立白车身有限元模型,通过对车身关键接附点频率响应分析,得出原点加速度导纳频率响应曲线。通过动刚度试验对CAE仿真进行验证。对动刚度仿真结果进行分析,判断出动刚度不足的频率范围,通过灵敏度分析找出对相关频率动刚度不足影响较大的车身板件。然后采用尺寸优化提高关键点的动刚度,从而改善车身NVH性能。     

纯电动汽车车架有限元分析及轻量化设计

以某纯电动汽车底盘车架为研究对象,运用HyperMesh软件建立纯电动汽车的有限元车架模型,并对车架模型进行模态分析以及在不同工况下刚、强度分析计算。然后根据分析结果,通过Isight软件构建车架的响应面近似模型,对车架的主要承载梁进行尺寸优化设计,并对优化后的车架进行模态校验和刚、强度分析。结果表明:在保证汽车各方面的性能要求下,优化后的车架总质量减轻了12.7%,同时第7阶模态避开了电动汽车共振区域,弯曲刚度提升6.4%,扭转刚度提升了9.4%。     

基于灵敏度和碰撞仿真的汽车车身轻量化优化设计

提出了基于灵敏度分析和侧面碰撞的汽车车身结构轻量化设计方法。首先以车身结构零件的板厚为设计变量,以白车身的模态和刚度为约束条件,白车身质量最小为目标,分析了零件板厚关于车身模态和刚度的灵敏度。选取对车身模态和刚度以及抗撞性不敏感的车身零件的板厚,进行以白车身质量最小为目标的优化计算。优化结果使车身减轻14.8 kg。对轻量化后的整车和乘员约束系统进行了侧面碰撞的模拟计算,并与轻量化前的结果进行了对比,对整车耐撞性和乘员的安全性进行对比校核,根据碰撞结果对车身零部件的厚度进行了再调整。结果表明,轻量化后的车身满足碰撞安全性的要求,假人的C-NCAP得分也是可接受的。     

基于灵敏度和碰撞仿真的汽车车身轻量化优化设计

提出了基于灵敏度分析和侧面碰撞的汽车车身结构轻量化设计方法.首先以车身结构零件的板厚为设计变量,以白车身的模态和刚度为约束条件,白车身质量最小为目标,分析了零件板厚关于车身模态和刚度的灵敏度.选取对车身模态和刚度以及抗撞性不敏感的车身零件的板厚,进行以白车身质量最小为目标的优化计算.优化结果使车身减轻14.8 kg.对轻量化后的整车和乘员约束系统进行了侧面碰撞的模拟计算,并与轻量化前的结果进行了对比,对整车耐撞性和乘员的安全性进行对比校核,根据碰撞结果对车身零部件的厚度进行了再调整.结果表明,轻量化后的车身满足碰撞安全性的要求,假人的C-NCAP得分也是可接受的.     

骨架式电动车车身结构设计研究

分析了传统钣金结构车身的静态刚度和动态特性,基于该钣金结构车身,采用结构优化工具,根据电动车的性能要求设计出了骨架式电动车车身,经过对比分析,验证了骨架式结构车身在实现轻量化设计的前提下,性能还有所提升。为电动车车身的结构设计提供了一条新的设计思路。     

某轻型载货车白车身刚度和强度试验分析

对某公司开发的新型混合承载式白车身,建立了白车身静刚度和强度测试系统.利用该系统对该货车白车身的扭转和弯曲工况进行了测试分析,得到了白车身扭转和弯曲工况下的变形情况以及各测点的应力分布状况.试验结果表明,该测量系统的约束和加载方案合理,测试结果重复性好.测试数据可以作为对标分析和改进设计的参考.     

基于有限元分析的某电动汽车车身轻量化设计

以企业提供的某款电动汽车为研究对象,对车身进行轻量化设计。在HyperMesh中建立整车的有限元模型,进行车身的静态刚度和模态仿真。根据仿真结果,选出适合轻量化的钣金件并进行灵敏度分析,对车身质量灵敏度较高同时对车身刚度以及模态灵敏度较低的钣金件进行轻量化。以板厚为设计变量,车身的刚度和模态为约束条件,车身质量最小为目标进行轻量化,使车身减质7.38kg。通过车身轻量化前后的性能对比分析,轻量化后车身的刚度、强度和NVH性能均符合要求,且浮动量在企业要求范围内。     

基于40%偏置碰撞的车身结构优化

基于C-NCAP的正面40%重叠可变形壁障碰撞试验,针对某纯电动SUV进行整车碰撞仿真试验。从改善车身前端吸能结构、提升乘员舱刚度的角度出发,以乘员舱侵入量、B柱加速度为碰撞安全性能评价指标,对车身进行结构优化。优化后的仿真结果显示,前纵梁和A柱变形形式趋于良好,高压线束未受到挤压,各评价指标基本满足优化目标的要求,优化方案能够显著提升碰撞安全性能,为偏置碰撞工况下的车身设计提供了参考。     

非承载式车身静刚度分析

以某皮卡白车身为研究对象,建立非承载式车身有限元模型,计算其在弯曲和扭转工况下的变形量,并进行刚度试验分析,得到非承载式车身在不同工况下与车架的作用关系,评价该车身的门窗变形,并通过弯曲刚度和扭转刚度值,指导车身的结构设计,同时验证了白车身有限元模型的有效性。     

客车车身骨架强度与刚度的有限元分析

讨论了客车车身骨架有限元模型的建立。对车身骨架结构进行了水平弯曲、极限扭转、紧急转弯和紧急制动工况下的强度、刚度以及模态分析,得到骨架结构的应力、应变、扭矩和弯矩分布情况。最后通过静态应力试验验证该模型的正确性。     

某型货车白车身静动态特性试验与分析

对某型货车白车身进行了静刚度和模态试验测试,得到了该货车的弯曲刚度、扭转刚度和各阶固有频率。通过分析试验结果可知,弯曲刚度曲线连续变化,没有出现突变,其参数可作为新车设计参考;车身扭转刚度偏低,新车开发时需要进一步提高;该车的整车频率分布较为合理,低阶动态特性良好,整车NVH设计时应对驾驶室进行减振降噪。