汽车车身前地板局部刚度设计研究.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.20.013汽车车身前地板局部刚度设计研究杨得敏，方取玉，温秀海，李程（奇瑞汽车股份有限公司，安徽芜湖241000）摘要：通过某车型设计开发过程中的CAE辅助分析模拟和实车验证测算，解决了前地板本体局部刚度不足问题，并在刚度提升的基础上进行了减重和降本，重量和成本下降了约15%，由此提出了一种前地板筋的排布及截面设计思路。关键词：前地板加强筋；结构设计；刚度中图分类号：U462.1文献标识码：A文章编号：1671-7988(2017)20-39-03StudyonthelocalstiffnessofB

2、IWfrontfloorYangDemin,FangQuyu,WenXiuhai,LiCheng(Cheryautomobileco.,LTD.,AnhuiWuhu241000)Abstract:ThroughtheCAEaidedanalysis,simulationandrealvehicleverificationduringthedesignanddevelopmentprocessofacertaintypeofvehiclewascarriedout,theproblemofthelocalstiffnessofthefrontfloorbodyiss

3、olved,Weightandcostarereducedabout15%onthebasisofstiffnessenhancement,atrainofthoughtaboutthearrangementofthefloorreinforcementandthedesignofthesectionisputforward》.Keywords:frontfloor;Structuraldesign;stiffnessCLCNO.:U462.1DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)20-39-03要原因是区域a附近门槛、纵梁

4、、横梁起到较好的支撑作用，引言薄板的面积较小，刚度较好，不易变形。区域b附近虽有中通道、横梁支撑，但薄板面积较大，导致前地板局部刚度不汽车前地板为承载乘员的主要结构，其主要功能是隔绝足。故需要对区域b加强筋结构进行优化提升刚度，规避踩振动和噪声，为乘员提供安全、舒适的乘坐环境。若前地板踏变形问题，后文将进行详细分析研究和实车验证。刚度差，易和激励源共振，降低乘坐舒适性，且随着车身轻量化，燃油经济性的不断提高，通过优化零部件结构，提升零件刚度，降低零件重量和成本，显得尤为重要。本文通过理论分析前地板局部刚度的设计原理，并以某车型为例借助CAE分析和实车验证，对前地板

5、局部刚度进行研究。1问题图1某车型前地板总成示意某车型试制验证过程中，前地板总成图1区域a无踩踏2理论分析变形缺陷；区域b发生多次焊装踩踏变形缺陷，初步分析主图2所示为薄板（未加筋）的零件截面，图3所示为薄作者简介：杨得敏（1983-），男，本科，助理工程师，研究方向：板（加筋后）的零件截面。车身设计。40汽车实用技术2017年第20期图中L为零件总长度；L1为零件未起筋部位长度；L2筋（相对于车身坐标方向）、交叉筋、圆弧筋、等多种排布为零件起筋部位长度；H为零件起筋后零件高度；h为零形式。针对区域b部位的筋结构优化设计，采用CATIA软件起筋后形心高度；t为零件

6、厚度；为零件起筋后的截面件构建了以下多种排布方案（如图4），借助nastran分析软惯性矩；为零件起筋部位的截面惯性矩；为零件未起筋件，对每种排布方案选取同一坐标，同等面积大小的区域，部位的截面惯性矩；施加一定大小的集中力，分析考察哪种结构方案局部刚度较为零件过渡部位的截面惯性矩；好。I为零件刚度图2薄板（未加筋）的零件截面示意图5不同排布形式局部刚度分析值对比不同排布形式的局部刚度分析值对比折线图如图5，由折线趋势可知：区域b排布Y向筋较优，其刚度比其他形式筋大幅度提高。图3薄板（加筋后）的零件截面示意根据材料力学可知，整个零件的惯性矩和刚度分别为：代入参数计算

7、可得：图6分析概念模型示意因筋的宽度、高度值对钣金局部刚度有最直接的影响，由上面公式可得出结论：故需进一步分析研究较为合理的截面尺寸值，即筋宽度、间1）当筋高度（H）增大，零件刚度（i）提升，从而可有距、高度等。[1]效抑制地板本体变形。3.2截面形式尺寸2）当筋宽度（L2）变化，零件刚度（i）和NVH性能钣金件加强筋的截面有圆形、矩形、梯形、三角形、凸相应发生改变。起、下凹等多种形式[2]，为了兼顾工艺、感官质量等因素，分析表明：前地板本体厚度一般在0.6mm-1.0mm之间，区域b部位的加强筋截面形式采取的是梯形结构。其板厚远小于零件的长和宽，属于薄板零件，其

8、弯曲刚度较