【摘要】：對于承載式車身而言,車身是懸架系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)和其他附件的安裝基礎(chǔ),同時承受的載荷也比較復(fù)雜。車身的結(jié)構(gòu)性能主要包括:固有特性,即模態(tài)、彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度等;車身的靜強度;關(guān)鍵部位的連接強度;車身的疲勞強度。在新車型的研發(fā)階段,車身的結(jié)構(gòu)性能是工程師考慮的重要因素,車身的剛度和NVH性能直接影響汽車的舒適性,車身的靜強度和疲勞強度性能直接影響車內(nèi)人員的生命財產(chǎn)安全。本文以某商務(wù)車承載式車身為研究對象,進行有限元分析和疲勞壽命預(yù)測。首先,基于有限元理論和軟件,根據(jù)車身幾何模型,建立白車身有限元模型。并基于模態(tài)理論,進行模態(tài)分析,得到白車身的振型和固有頻率,驗證了白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,避免了在低階激勵下發(fā)生共振。其次,參照剛度試驗測量方法,利用有限元仿真計算得到白車身彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度,結(jié)果表明其剛度滿足要求。在此基礎(chǔ)上,分別計算了彎曲工況和扭轉(zhuǎn)工況下門窗框的開口變形量,結(jié)果表明其開口變形量滿足要求,與彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的計算分析基本吻合。然后,基于白車身有限元模型,建立整車車身有限元模型。通過Adams軟件仿真得到典型工況下車身與底盤的安裝點的峰值作用力和力矩,應(yīng)用慣性釋放法,考慮非線性因素,利用Abaqus軟件計算典型工況下車身的應(yīng)力分布,結(jié)果表明車身及主要結(jié)構(gòu)都滿足強度設(shè)計目標。并在此基礎(chǔ)上,進行頂蓋雪壓分析,計算結(jié)果驗證了頂蓋滿足抵抗雪壓的強度目標。最后,介紹疲勞分析理論和有限元疲勞分析步驟,明確疲勞分析的三要素:材料S-N曲線、單位激勵的應(yīng)力響應(yīng)和載荷譜。利用疲勞分析軟件,仿真得到車身及焊點的疲勞分析結(jié)果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)車身及焊點的最大疲勞損傷值都小于1,表明車身及焊點滿足企業(yè)技術(shù)要求和試驗場強化路面對疲勞壽命的要求。本文采用CAE技術(shù)分析車身的剛度、強度和疲勞壽命等性能,可以在產(chǎn)品開發(fā)階段,了解車身的結(jié)構(gòu)性能,發(fā)現(xiàn)車身的薄弱結(jié)構(gòu),并指導優(yōu)化分析,從而縮短開發(fā)周期,降低研發(fā)成本,對其他車型開發(fā)有一定的參考價值和借鑒意義。
【圖文】：

分析到 NVH 分析，有限元法已成為計算工程領(lǐng)域最方便有效的方部分連續(xù)介質(zhì)的求解問題[24]。同時，還開發(fā)出很多有限元軟件esh、Ansys、Nastran、Abaqus 等，為有限元法的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)身有限元建模主要應(yīng)用有限元軟件 Hypermesh，該軟件是一款功能高質(zhì)量的前處理軟件，，在汽車有限元建模中廣泛應(yīng)用。白車身有限元建模建模對象概述車身是指完成車身各鈑金件的焊接但沒有涂裝之前的車身，不包機罩等開閉件。本文研究對象是某公司開發(fā)的一款商務(wù)車車身，屬。主要分為上下兩部分，車身上部分是由頂蓋、側(cè)圍、前圍板等構(gòu)分是由橫梁、縱梁、輪罩以及地板等構(gòu)成。圖 2-1 所示的是白車身的 CAD 幾何模型，其基本設(shè)計參數(shù)如表 2-1

WELD 單元：是一種使用比較廣泛的焊點連接單元，連接對點，也可以是節(jié)點和；BAR 單元：利用梁單元模擬焊點連接單元，能夠承受拉伸、曲載荷；BEAM 單元：是利用一種比較復(fù)雜的梁單元對焊點連接進行料是非線性變化的零部件的連接；CM 單元：是一種特殊的焊點單元，由 RBE3 單元和六面體單增大局部結(jié)構(gòu)剛度且精度較高。來看，進行車身建模時，本文選擇 ACM 單元來模擬車身的型如圖 2-2 所示。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U463.82

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本文編號：2617698