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。     

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。     

利用拼焊板结构改进车门内板的轻量化设计

利用拼焊板结构对已有车型的车门内板进行了改进研究,从而实现了减轻汽车重量的目的.推导了零件强度、抗凹性能和碰撞安全性能的轻量化控制方程,并以这些性能为设计约束,指导拼焊板结构的轻量化设计.使车门内板的减重效果达11.9%.整车侧面碰撞仿真分析表明,拼焊板改进设计后的车门内板相对于原始设计具有更高的耐撞安全性,验证了设计的可行性.     

大客车车身骨架侧面碰撞模拟分析

阐述了汽车碰撞有限元法和接触碰撞系统,模拟了大客车与大客车侧面碰撞,并从骨架结构变形、乘员生存空间、碰撞能量、碰撞速度和加速度方面详细分析了撞击和被撞大客车车身骨架碰撞安全性,提出了提高大客车车身骨架耐撞性的方法。     

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。     

动力电池电池箱轻量化设计

为轻量化电池箱并保证其强度、刚度和安全性能,对比了在尺寸优化阶段引入安全性评价指标与否2种方法。首先对电池箱进行了静力分析、模态分析和挤压仿真,然后是形貌优化和尺寸优化。在尺寸优化阶段,以挤压作为安全性评价指标,同时考虑静力分析和模态分析,对比了2种多目标优化方案,最终确定了电池箱各板件的厚度。优化结果表明,在尺寸优化阶段引入安全性指标,电池模组变形量减少了43.08%,且电池箱质量减少了20.81%。在轻量化的同时保证了强度刚度和安全性能。     

基于刚度与模态的某皮卡车车架优化设计

针对某皮卡车特定车速下的异常振动问题进行有限元建模分析,结合相关实车试验分析结果确定异常振动的原因。对比车架模态仿真与试验结果以验证有限元模型的精确度,进而对样车车架进行扭转与弯曲工况下的刚度分析、灵敏度分析。基于有限元分析结果,选取车架部分部件板厚为设计变量,车架低阶模态频率与刚度为约束,车架总质量最小化为目标对样车车架进行结构优化。优化结果表明:车架低阶模态避开了可能发生共振的频段,同时又实现了车架的刚度优化与轻量化设计。     

基于简化模型的汽车防撞梁仿真优化研究

按照我国侧面碰撞法规针对某国产车型建立整车侧面碰撞有限元模型,在此基础上建立相对应的车门简化模型,将原车门内U型防撞梁替换成M型高强钢防撞梁,利用简化模型计算效率高的特点,研究了M型防撞梁截面形状尺寸及材料属性对车门内板的侵入速度和侵入距离的影响。通过仿真计算,验证了优化后的防撞梁在车门内板侵入速度、侵入距离和防撞梁重量分别降低了4%、2%和25%,提高了车门的侧面耐撞性和乘员的安全性能。为今后汽车侧门防撞梁的耐撞性分析提供了可借鉴的方法。     

纯电动城市客车全铝车身骨架轻量化分析

针对纯电动客车整车质量大、续航能力不足的问题,对纯电动城市客车整车骨架进行轻量化分析。基于HyperWorks建立纯电动城市客车整车骨架有限元模型,通过更换车身骨架材料并进行结构优化,同时采用灵敏度分析优化骨架杆件尺寸。在左极限扭转工况下对比分析优化前后纯电动城市客车整车骨架刚强度性能,纯电动城市客车全铝车身骨架实现了整车轻量化。