车身静态刚度分析及动力特性优化研究肖强

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1、同济大学汽车学院硕士学位论文车身静态刚度分析及动力特性优化研究姓名：肖强申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：陈昌明20090201摘要车身是轿车的关键总成，是驾驶员的工作场所，也是容纳乘客和货物的场所。车身的构造决定了整车的造型，总布置及各种附件的安装和固定，其力学特性更直接决定着整车的力学特性。轿车白车身的刚度特性反映了车身在整体上抵抗扭转和弯曲载荷的能力，反映了轿车车身的整体性能。因此，轿车白车身刚度分析有着十分重要的意义。进一步对白车身进行的低阶模态分析则_i仅能从另一个角度考察其整体刚度特性，并且可以据此优化车身结构，帮助整个车身总成的模态频率避开来自多方面的激振

2、频率，以满足NVH方面的设计要求。本文借助试验与仿真手段相结合的方法，对所研究白车身结构的静态刚度性能(弯曲刚度及扭转刚度)及模态性能进行了分析，通过试验值与计算值的比较，证明了建模方法及结果的正确性。在此基础上，定义配饰车身这个概念，配饰车身即车身总成，在白车身基础上搭建配饰车身有限元模型，进行了配饰车身结构的模态分析。并结合整车NVH性能设计及模态匹配方面的知识。指出了配饰车身模态分析的研究意义。同时本文引入模态灵敏度及模态相对灵敏度的概念，利用相关有限元软件对白车身结构进行灵敏度分析，得到了对白车身第一个整体弹性体模态固有频率比较“敏感”的车身板件，通过这些板件厚度的调整

3、，提高了白车身的第一个整体弹性体模态固有频率，同时也就提高了配饰车身(即车身总成)的第一个整体弹性体模态固有频率，使得配饰车身(车身总成)的第一个整体弹性体模态固有频率达到了20Hz这个目标值，达到了模态合理分布的目的。同时由于在灵敏度分析中考虑进了车身质量的因素，板厚增加所带来的车身质量的增加被控制在了最小值。关键词：车身，刚度，模态，配饰车身，灵敏度AbstractVehiclebodyistheimportantassemblyofthevehicle．Itisalsotheworkplaceofthedriverandtheplacefortheoccupantsand

4、luggage．Basingtheconfigurationofthevehiclebodythewholevehicle’Sstyle、packagingandthemountingandfasteningoftheaccessoriesaredetermined．Themechanicalperformanceofthebodydeterminesthatofthevehicle．ThestiffnessperformanceoftheBIWreflectsthecapabilitywhatthevehiclebodyberesistanttothetorsionandbe

5、ndingloads．Itreflectstheintegralperformanceofthevehiclebody．Sotheresearchaboutthestiffnessofthevehiclebodyhastheimportantsignificance．SecondlythemodalanalysisoftheBIWcannotonlybringtheintegralstiffnessperformanceofthevehiclebody,butalsohelptheBIWoptimizationdesignwhichcanpreventthe1吼naturalf

6、requencyofthevehiclebody’Smodefromoverlappingwiththeotherassemblies’naturalfrequency,thusthephenomenaofresonancewillbeavoidedandtherequirementsaboutNVHwillbemet．ThroughthecombinationoftestandCAEsimulation，thestiffnessanalysis(includethebendingandtorsionanalysis)andmodalanalysiswereimplemente

7、d．Throughthecompareofthetestandsimulation’Svalue，theFEAmodeloftheBIWwasprovedtobeaccurate．Onthiscondition，theconcept“trimmedbody”wasdefined，itrepresentsthevehiclebodyassembly．Thetrimmedbodymodelwasbuiltandthemodalanalysisofthetrimmedbodywasimplemen