基于刚度及模态分析的某微型车车身轻量化设计

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1、万方数据·设计·计算·研究．基于刚度及模态分析的某微型车车身轻量化设计廖鸿胡l徐龙2成艾国2陈雪3(1．上汽通用五菱汽车股份有限公司；2．湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室；3．湖南湖大三佳汽车技术开发有限公司)【摘要】利用Nastran软件建立了某微型车自车身的有限元分析模氆，对其进行了刚度及模态分析。对比分析轻量化前、后的计算结果可知，轻量化后车身刚度和模态在可接受的范围内．达到了车身质量减轻的目的。试验验证表明．轻量化后有限元分析结果和实车试验结果一致性较高。主题词：微型车车身轻量化刚度模态有限元中图分类号：U463。82文献标识码：A

2、文章编号：1000—3703(2011)03—0015-05LightweightDesignofaMinibusBodyBasedonStiffnessandModalAnalysisLiaoHonghul，XuLoG，ChengAigu02,ChenXue3(1．SGMWAutomobileCo．，Ltd；2．StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufactureforVehicleBody，HunanUniversity；3．HunanSunjaAutoR&DCo．，Ltd)【Abstract]Inth

3、ispaper,t}IefiniteelementmodeloftheBIW(bodyinwhite)ofaminibusisestablishedwithsoftwareNastran．stiffnessandmodalanalysisammadetothismodel．Itisconcludedbycomparingandanalyzingthecalculal[edIl酬tsbeforeandafterlightweightdesignthatbodystiffnessandmodalafterlightweightdesignlieinthe

4、acceptablerange．theobjectiveofreducingbodynlasSisachieved．ThetestverificationindicatesthatfiniteelementanalysisresulbafterlightweightdesignareconsistentwitllrealtestI．e8ults．Keywords：Minibus，Body，Lightweight，Stiffness,Modal，FiniteElement1前言研究表明．汽车燃油消耗量与汽车自身总质量成正比【l-31。随着车辆的不断增加

5、，轻量化设计已经成为降低车辆排放及节约能源的迫切需要。目前大部分轿车车身都采用全承载式车身结构．由于承载式车身几乎承担了所有的扭转和弯曲载荷，其结构刚度特性具有举足轻重的作用。在车身轻量化过程中．如果车身刚度产生一定程度的下降，将会引起车身门窗、发动机舱口等发生变形。导b．恰当地控制进排气门开启时刻和气门重叠角，再结合点火提前角的优化有助于改善油耗。c．进气门开启越早和排气门关闭越晚使得CO、HC也随之增加，但能明显降低NO，排放。参考文献1倪计民．汽车内燃机原理．上海：同济大学出版社．1997．2姚春德．内燃机先进技术与原理．天津：天津大学出版社．

6、2010．3顾柏良，唐振声，等译，BOSCH汽车工程手册．北京：北京理工大学出版社．1999．2011年第3期4周龙保，刘英俊，高宗英．内燃机学．北京：机械工业出版社．2000．5王立彪，何邦全。等．发动机町变气门技术的研究进展．汽车技术，2005(12)．6UKramer，PPhlips，PhasingStrategyforanEnginewithTwinV赫ableCamTiming．SAE2002—01一1101．7赵弘志．曹林．CA6102电控汽油机废气再循环性能研究．汽车工程．2005(2)．(责任编辑学林)修改稿收到日期为2010年12月

7、16日。一15一万方数据设计．计算．研究致玻璃破碎车¨卡死等现糠；同时，低剐度必然伴随低的阿有糊串．易发生结构共振和曝声，影响汽车的乘坐舒适性，直接或间接影响整车件能H。所以实现车身轻量化必须“满足车身刚度和填忐为前提，本文建立以板壳单元为基本单元的自车身有限庀分析模型采用N∞tmn有煨元分析软件分析某微型车车身在轻量化前、后的刚度和模态变化．为轻量化r作提供有效指导。2刚度殛其模态理论基础21扭转刚度分析理论当乍身L作J日有反对称垂蓖载衍时结构处1’扭转下I兄将使车身产牛扭转变形．轴州相对扭转角知剖l所Hi日1#M*nm#自■《结构变形程度与结构上

8、所曼到的力及结构扭转刚度有关，车身结构扭转刚虚c，为单位扭转角所受到的力矩i。i即Gj=分(1)式中．r为扭