文档介绍：设计・研究汽车科技第6期2007年11月半承载式大客车车身有限元建模及强度分析华从波,吕召全,杨敏,张雷(安徽江淮汽车股份有限公司技术研究院,合肥230022)摘要:在Unigraphics(UG)系统中建立车身骨架的模型后,利用特殊的网格单元处理方法,在ANSYS中建立了车身骨架板单元和梁单元相结合的混合有限元模型。用有限元方法分析了半承载式客车车身骨架的静态强度,探讨了半承载式车身骨架在不同工况下的受力特性,针对中门变形过大的问题做相关分析,找到了车身薄弱环节,为产品改进提供依据。关键词:半承载式车身;有限元模型;强度分析;客车中图分类号:+2文献标识码:A文章编号:1005-2550(2007)06-0014-05客车车身骨架是汽车所有总成的载体,骨架受力复杂,几乎承受着客车的所有动静态载荷,骨架结构的好坏及载荷分配是否合理是汽车设计成功与否的关键之一[1]。由于骨架结构和受力的复杂性,以往仅采用简化的力学模型对骨架进行静态强度校核,分别采用弯曲和扭曲工况进行分析车身各零部件能否满足各种恶劣工况的使用要求,从而找到车身薄弱环节为车身设计提供依据[2-4]。但以上分析中建立的模型所采用的单元比较单一,不能完全反应车身骨架的实际情况。与全承载式结构相比,半承载式骨架结构由于采用了大量的冲压板结构,使结构变得更为复杂。建立车身有限元模型时应如实反映车身实际结构的重要力学特性,保证较高的计算精度。有限元分析计算载荷处理、约结果可信度的高低,直接受分析模型、束条件和实际工程结构力学特性符合程度的影响,若有失误则会造成很大误差,严重时将使计算、分析失败。座、裙部等),由于其对整车的变形和应力分布影响较小,可忽略;(2)主从节点原则:出于对结构模型病态问题的考虑,对于位置较近的构件结合点则采用适当合并或“主从节点”的方式处理,避免实际计算中可能会导致的方程病态;(3)蒙皮处理:蒙皮对骨架刚度加强作用甚微,本文忽略应力蒙皮的加强作用;前风窗(4)曲杆简化为直杆:如可把顶盖横梁、下横梁等曲杆可简化成若干直杆。(前后围、左右侧围、顶盖)、地板(司机地板、前中后地板)及底架(底架前段、底架中段、底架后段)3大总成。各零部件之间的连接装配主要以点焊方式完成;外围和底架则是采用特殊锲型钢板结构和螺钉方式连接的。建立整车骨架几何模型见图1。,而对问题的求解规模和准确性有着很大的影响。因此需要对模型进行如下简化[3]:(1)省略非承载件:对于某些方便使用和辅助承载而设置的构件(如扶手、制动踏板支架、仪表盘、支收稿日期:2007-07-26基金项目:安徽省“十一五”专项资助项目(06012082B)图1整车骨架几何模型2有限元模型的建立考虑到车身骨架的实际结构及受力情况,杆件结构采用每个节点具有六个自由度的三维线性有限应变梁单元BEAM188,冲压板件采用4节点的半承载式大客车车身有限元建模及强度分析/华从波,吕召全,杨敏等设计・研究SHELL63壳单元,模拟螺钉的短立柱采用SOLID45单元。实际的情况基本吻合。加强板的有限元模拟见图2。,相邻面共线的要求,在板梁厚度2结合处,取梁中