微型客車白車身有限元建模及靜動態(tài)特性分析.pdf

1、微型客車車身是整車的主要組成部分，車身的各項性能直接影響到整車的安全性、舒適性和操縱性，故在微型客車車身的設(shè)計階段對其靜動態(tài)特性的分析是不可缺少的。它不僅縮短汽車生產(chǎn)周期，提高汽車的整車質(zhì)量，而且降低了汽車的生產(chǎn)成本。
　　本課題以“某微型客車白車身”的車身模型為研究對象，通過微型客車白車身造型、有限元建模、車身結(jié)構(gòu)靜動態(tài)特性等產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)技術(shù)，完成了白車身靜動態(tài)特性的分析。
　　課題的主要內(nèi)容包括：
　　1.建立白車

2、身有限元模型
　　(1)根據(jù)白車身結(jié)構(gòu)及零件裝配關(guān)系建立白車身三維實體模型；
　　(2)基于UG6.0的三維實體模型，并且對相關(guān)的曲線、曲面和實體進(jìn)行修改和重構(gòu)、結(jié)構(gòu)的合理簡化。建立UG6.0與Workbench12.0之間的數(shù)據(jù)接口，把UG6.0內(nèi)建好的模型導(dǎo)入到Workbench12.0中去，為建立合理的有限元模型做準(zhǔn)備；
　　(3)本課題處理接觸關(guān)系采用了兩種方法：自動默認(rèn)法和模擬焊接法。自動默認(rèn)法就是在UG6.

3、0建立的模型基礎(chǔ)上，導(dǎo)進(jìn)Workbench12.0中去，DesignModeler自動識別構(gòu)件的接觸關(guān)系，把整個車身作為一個整體；模擬焊接法就是直接應(yīng)用DesignModeler中提供的點焊焊接關(guān)系來處理構(gòu)件之間的連接關(guān)系。在Workbench12.0中，以4面體和6面體實體單元為主，對車身實體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，其節(jié)點總數(shù)是253089，單元的總數(shù)是123928。其單元數(shù)量級達(dá)到同類白車身網(wǎng)格劃分的要求，從而建立有限元模型。
　　

4、2.白車身結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析
　　在有限元模型的基礎(chǔ)上，模擬了白車身靜態(tài)彎曲、扭轉(zhuǎn)和彎扭組合這三種典型工況，分別得到了該工況下白車身模型的整體、Z向變形云圖和整體應(yīng)變云圖，并分別選擇車身上的一條路徑，得到該路徑在整體變形下的位移和應(yīng)變曲線。
　　在模擬彎曲工況時，分別對利用兩種接觸關(guān)系建立起來的模型進(jìn)行模擬，并比較了兩種模型的結(jié)果，并確定采用模擬焊接法建立的模型作為分析的對象。并且在原車身模型的基礎(chǔ)上，對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使車身加

5、強部分形成封閉結(jié)構(gòu)，再次進(jìn)行靜態(tài)彎曲工況模擬，得到相應(yīng)的結(jié)果，并且與改進(jìn)前的模型模擬結(jié)果進(jìn)行對比，最后從整個車身和Z向變形的角度分析了兩次模擬的結(jié)果。
　　3.白車身結(jié)構(gòu)動態(tài)分析
　　(1)模態(tài)分析
　　完成了虛擬環(huán)境下白車身的自由模態(tài)分析。通過對微型客車白車身結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后的有限元模型進(jìn)行了模態(tài)分析，分別提取了車身結(jié)構(gòu)的前6階固有頻率和振型，為以后車身結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和再設(shè)計提供了依據(jù)。
　　(2)諧響應(yīng)分析