文档介绍：汽车车身结构综合分析与试验及评价研究
合肥工业大学机械与汽车工程学院
车身产品开发---结构设计地位
初步设计
详细设计
样车试制
样车试验
批生产准备
概念设计
方案审查
设计审查
设计定型
结构设计
设计标准、规范、方法、流程、验证------创新再造
CAE分析与试验验证技术已经成为现代车身设计开发的重要环节;
车身开发中分析是基础,试验是保障;
CAT计算机辅助工程测试技术
CAE计算机辅助工程分析技术
并行工程技术
优化设计技术
加速试验技术
产品寿命预估技术
环境模拟试验技术
结构动态分析技术
逆向工程技术
失效分析技术
系统工程技术
……
新概念、新方法层出不穷!
增强开发能力、缩短开发周期、提高设计质量、降低开发成本
采用以知识库为基础的系统开发策略,
---即综合分析与试验及评价策略
以汽车车身结构为例
现代产品研制
设计
数字
样机
数字样机
仿真评价
满意
物理
样机
物理样机
实验评价
满意
定型
循环A
循环B
部件整车
分析试验
综合评价
满意
循环C
背景------综合分析与试验及评价策略提出
随着车型多样化以及车身产品开发进程加快,设计分析与试验费用加大;
单一方法既费时费钱又不可靠,传统单一的设计分析试验开发流程已经不能满足企业的需求;
由于设计分析人员经验不足,车身设计知识数据与标杆样车数据不足,设计标准不全,车身特性试验理解不细,分析评价及指导不到位等,使得车身设计中暴露的问题未能得到及时的修正,尤其是在车身定型后发现所存在的问题将是影响巨大的。
车身结构分析与试验
车身弯曲分析;
车身扭转分析;
车身及零部件模态分析;
车身总成模态分析;
碰撞安全性分析;
车身结构疲劳寿命;
结构拓扑形状优化;
整车刚度、模态、动响应分析;
。。。
部件---总成---整车
强调两头
分析与试验
及评价
背景------综合分析与试验及评价问题
一方面由于对新车型系列缺乏结构分析数据,难以突破设计要求范围,必须采用部件、总成、整车多个层次的设计验证试验。多层次试验验证有助于使部分技术难点在车身开发阶段就通过试验研究得到解决,避免整车试验的复杂性和实施困难。
另一方面,车身设计、分析与试验交叉并行进行。试验模态技术与有限元技术已相对成熟,如何将试验数据、分析结果、积累的经验有效的用于车身设计,需要将分析与试验充分融合,并加以正确评估。
车身结构动力学设计与分析
车身评价是多方位多层次多方法多环境的。
以车身结构动力学设计为例:
首先要提出车身结构动态设计与分析要求;
提出车身结构试验与验证要求;
确定结构动态设计原则;
进行结构动特性与动响应分析;
进行车身频率规划,按照频率控制设计原则、响应控制原则以及噪声控制原则等进行动力学设计及优化;
------通过分析并根据动力学设计要求合理选择车身结构形式,结构布局,以确保车身在行驶中能避开干扰频率的共振区,将最大响应控制在限制值内,并符合低噪声的要求。
背景------综合分析与试验及评价策略
改革现行的分析与试验及评价相分离的状况,弥补单一方法的缺点;
在车身概念设计阶段,就需要有效利用建模与仿真,充分利用既往积累经验、结构设计数据库、车身试验数据,应用先期概念和技术验证;
尽可能多地利用部件与整车试验数据,强调技术试验的综合性,使分析与试验数据共享,减少数据的不确定性,避免开发后期的重复性试验,使综合分析与评价方法成为车身开发的重要策略。