k01白车身gm28工况分析报告减重

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K01设计开发项目白车身GM28工况分析报告（☑初版/□更改）重庆迪科汽车研究有限公司二〇一五年十月 1.数据记录²初始模型白车身（BIW）²更改情况减重后2.分析内容白车身GM28工况分析3.模型简述²使用软件前处理：Hypermesh；求解器：Radioss²建模过程网格划分白车身结构可分为五个总成：顶盖、地板、侧围、后围和前围，依次对各总成进行有限元模型的建立，再将其焊接为一整体。建立白车身有限元模型的步骤包括几何模型分析、几何清理、模型简化、网格划分、单元质量检查、设置材料和单元属性、各部件焊接等。由于白车身主要是由大的钢板覆盖件组成，其厚度尺寸远远小于其他尺寸，故白车身网格选用PSHELL的壳单元形式。采用各总成逐个划分、连接，再总装的方式进行整车的有限元建模。据工程实践和硬件条件，选取有限元网格的大小为8mm。白车身各部件连接白车身大部分零部件是薄板冲压件，各零部件之间主要是通过焊接工艺实现连接，本次运用了点焊、缝焊等。根据所提供的焊点图，在Hypermesh中通过运用spot-weld单元来把各板件焊点位置的节点连接起来，以此来模拟实际的焊点。焊点材料选用08AL，焊点直径为7mm。焊接完成后，焊点周围单元的质量可能会变差，通常需要对这些单元进行重新划分。有限元焊接结果如图3.6所示 图3.6有限元焊接效果图由于工艺和部件性能的要求，在顶盖与顶盖横梁处，运用了粘胶连接。本次分析采用了软件的粘胶连接来实现这些有限元部件的连接，通过这样的处理能更好的模拟结构的实际性能。有限元粘接效果如图3.7所示。图3.7有限元粘胶连接效果图在前围总成中还采用了螺栓连接，这主要是一些不需永久连接、进行更换的部件。在Hypermsh中采用BOLT工具在螺栓孔处添加螺栓连接。效果图3.8如所示。图3.8有限元螺栓连接效果图利用Hypermesh软件按照以上的步骤完成了白车身的有限元模型的建立。整个白车身有限 元模型如图3.9所示，模型共计566389个节点，547291个PSHELL单元和22776个五面体、六面体单元。PSHELL单元中有四边形单元501997个，三角形单元45294个，占全部PSHELL单元单元的3.78%。白车身总成共有3318个焊点，34处粘胶和319个螺栓。网格划分完成后，按各部件给定的材料，对相应的网格设置材料和单元的特性。图3.9白车身有限元模型²边界及工况通用28工况分析边界条件工况工况描述重力加速度工况类型XYZ1静态设计位置（动力总成自重下）-1典型2发动机最大前进扭矩-1典型3发动机最大后退扭矩-1典型4发动机最大前进扭矩&前进加速度0.5-1典型5发动机最大前进扭矩&左转1-1典型6发动机最大前进扭矩&右转-1-1典型7发动机最大前进扭矩&垂直向下冲击-7典型8发动机最大前进扭矩&垂直回弹1典型9发动机最大后退扭矩&后退加速度0.6-1典型108KPH前碰（-11g）-11-1极端的118KPH后碰（11g）11-1极端的12垂直向上加载（深坑）4极端的13垂直向下加载（深坑）-6极端的14横向相左加载-3-1极端的15横向相右加载3-1极端的16垂直向上&横向相左加载-34极端的17直向上&横向相右加载34极端的18垂直向下&横向相左加载-3-6极端的19垂直向下&横向相左加载3-6极端的20坏路向上2.5典型21坏路向下-4.5典型22前进纵向加载（全油门加速）-3-1典型 23后退纵向加载（全油门加速）3-1典型24全油门N到D档/离合器低档全油门结合-1极端的25全油门N到R档/离合器倒档全油门结合-1极端的261倍重力加速度载荷-1典型27部分前进扭矩**(5/8全油门)-1典型28部分倒档扭矩**(5/8ReverseWOT)-1典型选取1、4—23工况作为本次分析的边界条件。1.计算结果工况1位移整体应力局部应力（>10MPa） 工况4位移整体应力局部应力（>10MPa） 工况5位移整体应力局部应力（>15MPa） 工况6位移整体应力局部应力（>15MPa） 工况7位移整体应力局部应力（>50MPa） 工况8位移整体应力局部应力（>10MPa） 工况9位移整体应力局部应力（>15MPa） 工况10位移整体应力局部应力（>100MPa） 工况11位移整体应力局部应力（>100MPa） 工况12位移整体应力局部应力（>50MPa） 工况13位移整体应力局部应力（>50MPa） 工况14位移整体应力局部应力（>50MPa） 工况15位移整体应力局部应力（>50MPa） 工况16位移整体应力局部应力（>50MPa） 工况17位移整体应力局部应力（>50MPa） 工况18位移整体应力局部应力（>50MPa） 工况19位移整体应力局部应力（>50MPa） 工况20位移整体应力局部应力（>20MPa） 工况21位移整体应力局部应力（>50MPa） 工况22位移整体应力局部应力（>20MPa） 工况23位移整体应力局部应力（>20MPa）1.表728载荷工况下左前支架最大应力工况工况描述最大应力MPa工况类型1静态设计位置（动力总成自重下）23.18典型4发动机最大前进扭矩&前进加速度30.66典型5发动机最大前进扭矩&左转109.60典型6发动机最大前进扭矩&右转107.00典型 7发动机最大前进扭矩&垂直向下冲击162.30典型8发动机最大前进扭矩&垂直回弹23.18典型9发动机最大后退扭矩&后退加速度32.28典型108KPH前碰（-11g）267.30极端的118KPH后碰（11g）277.10极端的12垂直向上加载（深坑）92.74极端的13垂直向下加载（深坑）139.10极端的14横向相左加载294.50极端的15横向相右加载302.90极端的16垂直向上&横向相左加载341.70极端的17直向上&横向相右加载334.40极端的18垂直向下&横向相左加载361.10极端的19垂直向下&横向相左加载367.60极端的20坏路向上57.96典型21坏路向下104.30典型22前进纵向加载（全油门加速）69.33典型23后退纵向加载（全油门加速）84.10典型1.分析&评价从分析结果可以看出，在典型工况下，最大应力为162.30MPa。极限工况下的应力普遍较大，最大应力达到367.60MPa。所有工况下最大应力均出现在前悬加载点以及A柱几何突变处，且较大的应力分布区域较小，属于边界条件引起的应力集中，其余位置应力均较小。各区域应力分布情况为结构设计和轻量提供参考。