快速网格变形技术在车身开发流程中的应用.pdf

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1、·24·内燃机与配件快速网格变形技术在车身开发流程中的应用闫亮；姜叶洁；刘向征；袁焕泉（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广州511434）摘要：轿车白车身的性能直接影响着整车性能，其质量的控制对整车油耗等性能都有显著的影响。传统的白车身开发流程以线框结构及截面设计为起点，设计出CAD数据后通过CAE校核反馈，再优化设计。此流程在起步阶段缺乏合理的性能预测评估手段，且开发时间长，潜在的设计缺陷往往导致后期优化工作巨大。本论文提出车身开发流程起点的全新思路：结合快速网格变形工具及多目标灵敏度优化分析软件，能对现有平台快速变形出贴合早期造型CAS面的目标车

2、型，进而能获得包含详细工艺特征的准确模型，再利用多目标灵敏度分析工具准确获知重要结构设计方向，进而能在整车开发流程的起点阶段较准确获知并优化车身结构各项性能、车身质量，为项目决策提供可靠的指导。关键词：白车身；整车性能；结构轻量化；CAE；MESHWORKS；ISIGHT0引言进行了大量的研究，文献[2]利用有限元法对车身结构进行随着经济的发展和汽车行业的发展，各大汽车开发商了轻量化设计，文献[3]通过线框形式的车身骨架对轿车车之间的竞争日益激烈，较少的生产成本投入意味着较大的身刚度进行了优化，但无论以哪种具体形式，当今汽车设经济效益。此外，伴随着环境和能源

3、危机问题日益突出，节计的主流共识都是尽可能在早期获知车身结构性能特点能减排也越来越引起人们的关注。相关资料表明：汽车自及缺陷，进而采取优化手段。重每减少10%，燃油消耗可降低6~8%，降低排放5~6%。上述传统的白车身开发流程以线框车身结构及截面因此，减轻汽车自重对汽车进行轻量化设计研究已变得非设计为起点，设计出CAD数据后通过CAE校核反馈，再[1]常重要。优化设计，见图1。车身是汽车的重要组成部分，是汽车所有总成及乘员由于线框结构与详细的车身结构性能差别较大，甚至的载体，其重量约占整车重量的40%，对车身结构进行优在某些时候反映的性能趋势与详细车身结构相

4、反，因此工化设计能够有效降低汽车自重。国内外对车身结构优化已程师借助线框结构设计出的车身详细数模不可避免地存————————————在诸多缺陷；此外，从线框结构开始到建立完详细的钣金基金项目：2015年广东省产学研项目“广东省先进车辆技术院士工作站”项目（编号：2013B090400002）。结构数模，耗时较长，这一定程度上影响了后续开发的时为为驱动支撑板和连接板的光轴滑动轴套的安装孔，两组驱动支撑板的设计如图6所示，零件对称中心线夹角轴孔具有较高的同轴度和垂直度要求，孔径精度和粗糙度160.14度，直径16的驱动轴孔与驱动轴间隙配合，由M8要与底座轴孔一致

5、；为了使踏板伸出时保持水平，通过计螺栓径向穿过驱动轴紧固驱动轴和驱动连接板；直径10算和有限元分析验证，要求连接支撑板两轴孔中心线与踏轴孔要求具有较高的直线度和垂直度要求与连接轴过盈板支撑面夹角保持19.51度。配合。3.3驱动支撑板的设计4结论本文对电动踏板支架系统的设计经过充分论证，确定了支撑方案，保证了踏板在伸出状态与地面保持水平，竖直方向距离地面10cm；在回收状态支架最低点高于汽车底盘；收缩状态支架竖直尺寸保持在10cm之内。文中对踏板支架的总体方案和主要零部件的设计进行了阐述，整个系统经不断应用与改进，实现了支撑稳定、收放轻便灵活的要求，产品已经

6、批量应用于某型越野汽车。参考文献：[1]杨保成.箱体类零件数控加工程序生成系统开发[J].铸造技术，2013，5：642-645.[2]房长兴.发动机缸体加工工艺研究[J].机械设计与制造，2003，3：262-264.[3]刘玉高，马幼平，吕宝君，李少红.热处理对高铬铸铁凝固组织及力学性能的影响[J].热加工工艺，2009，2：118-120.[4]高峰，魏志强，郭山国.制冷压缩机机体零件的数控加工工艺分析与编程[J].现代制造工程，2011，04.[5]钟华燕.航空薄壁法兰盘类零件高效铣削加工工艺研究[J].图6驱动支撑板零件简图煤炭技术，2013，8：

7、37-38.InternalCombustionEngine&Parts·25·A柱上接头A柱下接头B柱上接头图2图1所以，在进行结构参数设计时，顶盖横梁、后纵梁、门槛梁、间。综上所述，现有的车身结构开发流程有诸多缺陷。地板中通道、上侧围纵梁等也是考虑参数之一。厚度参数1车身开发流程起点的新思路——基于网格变形的的设置可以涵盖白车身上所有板壳的选取，以便白车身轻结构灵敏度多目标优化量化。本文作者在长期的研发实践中，依托先进的CAE分此处共取形状变量26个，厚度变量16个。具体参数析工具，提出车身开发流程的全新思路：结合快速网格变选取及范围见表1和表2。形工具

8、及多目标灵敏度优化分析软件，能对现有平台快速表126