轎車白車身剛度定性仿真與梁截面優(yōu)化.pdf

1、汽車工業(yè)近年來經(jīng)歷了高速發(fā)展的階段,大量事實表明,CAE技術(shù)在汽車開發(fā)中應(yīng)用得越早,就越能節(jié)約成本,縮短開發(fā)周期。同時,現(xiàn)代轎車大多采用承載式車身,白車身剛度對于轎車的靜動力學(xué)性能顯得尤為重要。因而在新產(chǎn)品設(shè)計的初期階段,對白車身多種結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的剛度快速比較分析,進而確定白車身概念設(shè)計方案,對縮短白車身開發(fā)時間具有重要意義。本文探討了在概念設(shè)計階段對轎車白車身剛度這一重要性能指標(biāo)進行CAE仿真及梁截面優(yōu)化的方法。并在此基礎(chǔ)上,介紹了自

2、主研發(fā)的基于UG NX平臺的概念階段車身剛度仿真。本文首先研究了一種參數(shù)化白車身線框幾何模型的構(gòu)建方法,基于此線框模型以及梁截面庫的建立,快速建立白車身剛度計算有限元模型,實現(xiàn)概念設(shè)計階段白車身剛度評價。隨后計算了某車型白車身簡化模型與詳細(xì)設(shè)計模型的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度,計算結(jié)果表明兩者彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度值相差均在10％以內(nèi),驗證了概念設(shè)計階段仿真模型的合理性和有效性。接下來,本文針對白車身中的主要組成結(jié)構(gòu),薄壁梁單元的截面形狀優(yōu)化技術(shù)進

3、行了系統(tǒng)研究。通過對截面形狀控制方法的研究,選擇比例向量法對截面進行優(yōu)化控制。同時,由于梁截面參與車身剛度計算時,主要是梁截面的特征參數(shù),本文基于響應(yīng)面方法,推導(dǎo)了梁截面特征參數(shù)計算公式。然后以某型車為對象,并在靈敏度分析的基礎(chǔ)上,對車身梁截面進行了形狀優(yōu)化,并根據(jù)優(yōu)化結(jié)果確定最佳的梁截面形狀。計算結(jié)果表明,車身質(zhì)量下降3.8%,彎曲與扭轉(zhuǎn)剛度分別提高了3.89%、7.12%,實現(xiàn)在概念設(shè)計階段的對梁截面的初次優(yōu)化設(shè)計,優(yōu)化結(jié)果表明,該