基于NASTRAN的某SUV車身剛度及模態(tài)的仿真與優(yōu)化.pdf

1、現(xiàn)代社會生活中人們對汽車的要求不僅僅滿足于汽車的功能上，對汽車結構和性能的要求也在不斷的提高，而車身是影響整車各種性能指標的重大因素之一?，F(xiàn)代城市SUV幾乎采用承載式車身，車身整體承受了來自汽車的各個總成的載荷，如動力總成系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)等，這就對其剛度等靜態(tài)力學性能和模態(tài)等動態(tài)力學性能提出了更高的要求。在車身的現(xiàn)代化設計中，以有限元分析為代表的CAE技術起著相當重要的作用，幾乎貫穿了汽車設計的全過程，有限元法的使用不僅可以大幅

2、度的縮短新車型的研發(fā)周期，還降低了項目的研發(fā)成本。
　　本文研究內容來自于某SUV白車身結構性能的研究項目，主要是利用靜力分析、模態(tài)分析、車身結構靈敏度分析等理論，結合以有限元分析為代表的CAE仿真技術，對白車身進行了分析，并與實驗值進行對比，確保仿真的準確度。本文主要針對車身剛度和模態(tài)的優(yōu)化分析與研究，使車身結構滿足彎曲剛度、扭轉剛度和固有模態(tài)、接附點動剛度這些基本力學性能要求，同時使車身的靜、動態(tài)特性得到改善;建立了零件板件厚

3、度與剛度、模態(tài)的靈敏度關系，利用單目標尺寸優(yōu)化，在不降低剛度和模態(tài)的基礎上，最大程度降低車身的質量。本文主要的研究內容如下:
　　建立了白車身的有限元模型，介紹了有限元建模的基本流程以及建模常用的材料參數(shù)，對車身的細節(jié)特征進行了簡化，利用2D單元和3D（四面體）單元對車身進行了網格的劃分，建立了詳細的有限元模型。
　　對白車身結構進行了模態(tài)分析（一階扭轉模態(tài)和一階彎曲模態(tài)）、剛度分析（彎曲剛度和扭轉動剛度）以及對主要安裝點動

4、剛度進行了分析并作了相關評價，并對仿真值與實驗值進行了對比分析，個別模態(tài)和接附點動剛度未達到經驗值要求，最終通過改進后端局部結構和連接點部位的結構對模態(tài)和原點動剛度進行了控制。對車身的相對較弱部分進行合理而有效的增強，有效的提高了車身的模態(tài)以及剛度。
　　對白車身的彎曲剛度、扭轉剛度、一階扭轉模態(tài)、一階彎曲模態(tài)進行靈敏度分析，找出了靈敏度相對較大的鈑金件，然后利用OptiStruct軟件進行了單目標（厚度）尺寸優(yōu)化，經優(yōu)化后，使白