文档介绍：第六讲汽车结构有限元分析实例
合肥工业大学机械与汽车学院车辆工程系
谭继锦编写
版权所有,仅限于学****交流之用
一汽车结构分析实例
1、汽车结构设计准则与目标
2、汽车结构有限元模型
3、汽车结构强度分析
4、汽车结构刚度分析
5、汽车结构动态分析
6、汽车结构疲劳分析
■7、汽车结构碰撞分析
8、汽车结构有限元优化设计
1、汽车结构设计准则与目标
有限元分析方法是汽车数字化设计的一项核心技术;
在产品设计阶段对汽车结构及性能做出预先评估;
有限元分析能够提供大量的仿真试验数据和技术参数,
而可以替代部分试验,有利于设计经验的积累和设计
术的提高。
汽车结构分析的目的主要是解决汽车结构的可靠性
安全性
性和舒适性等问题,其分析内容十分广泛
而且相互关联,主要涉及以下内容
靠性:研究汽车结构强度、刚度和动态特性,以及疲
寿命等
安全性:研究结构耐撞性与乘员安全性等:
经济性:研究结构优化及轻量化等;
舒适性:进行结构振动噪声分析等。
汽车结构设计准则与目标
结构分析可以划分成几个阶段,各阶段有不同的设计
目标
◇概念设计阶段建立相应的设计目标;
◇详细设计阶段达到相应的设计目标
◇样车制作阶段验证整车的性能并且分析设计中存在
问题;
◇产品制造阶段验证设计和改进产品。
以下概略汇总了汽车结构分析中在概念设计阶
段和详细设计阶段汽车结构部分分析内容及设计目标,
这些内容与目标是动态发展的,需要结合工程实际不
断调整并发展
汽车结构设计准则与目标
概念设计阶段
新车设计目标值包括:
-弯曲刚度:模拟乘客负荷;尾部
弯曲刚度:模拟行李负荷;扭转刚度:模拟车轮抬高
2整车NVH目标-车身结构的模态频率应该错开激振
频率
■-前围挡板重要位置的侵入量;管柱
的向后以及向上的侵入量;前碰过程中的冲击力;侧
碰中B柱各位置的侵入量;车顶压溃中各位置的刚度
值
-车身(驾驶室)疲劳寿命,
悬架疲劳耐久性,车桥疲劳寿命:
汽车结构设计准则与目标
详细设计阶段
2白车身弯曲刚度和扭转刚度
截面分析:检查截面尺寸的正确性;
优化板件的厚度
接头刚度分析:保证接头的刚度达到一定的刚度值;
截面特性对刚度的影响
截面特性对扭转刚度的影响
截面特性对弯曲刚度的影响
前门、***、发动机盖、行李箱盖、前翼子板等,使开
闭件结构满足一定的设计要求:开闭件抗凹陷分析;开闭
件侧向刚度分析
仪表盘、管柱、前保险杆、后保险杄、座椅、安全带等
引擎盖铰接处的刚度分析;
铰链和门锁处的刚度分析;
油箱盖的刚度分析
刮雨器连接点的刚度分析
仪表盘连接点的刚度分析
行李箱盖的刚度分析
6模态分析以及频率响应分析
模态分析、动刚度分析、传递函数分析、声穴分析、舒适性分析
等
低阶模态的灵敏度分析;
点导纳
悬置刚度
7NVH分析
通过低阶频率值的灵敏度分析,调整关键灵敏零件结构的形状与
尺寸,使整车的动刚度特性满足设计目标值;
8安全性分析
前碰、侧碰、后碰、车顶压溃、头部保护分析、行人保护分析
毁类牲滴定針皙
乘员安全性以及约束系统模拟分析等;使整一
使整车的疲劳特性满足一定的设计要求;
道路载荷下车身强度分析
道路载荷下底盘部件疲劳耐久性分析;
车身焊点疲劳寿命评估
在先期评估产品的总体设计目标时,要
分级分项制订目标,包括整车分级、总成分级
及零部件分级。定义零部件层级目标,定义总
成层级目标,定义整车层级目标。将每个层级
目标和分析与测试的结果进行比对,充分掌握
各类测试数据,在设计完成量产前,发现设计
可能存在的问题,实现产品的结构优化
汽车结构设计目标值确定方法
对竞争样车进行分析
竞争样车的整体刚度分析;
目标车的典型截面分析及其优化分析;
目标车的接头刚度分析及其优化分析;
目标车的白车身静态刚度与模态分析;
目标车的安全性设计
方法-℃CAE方法,试验方法,标准法规等
建立汽车设计CAE数据库--参考值数据库。
车身模型的确立
2、汽车结构有限元模型一汽车结构模型化
1》汽车结构模型化技术
几何模型一力学模型一计算模型:力学模型起
着承上启下的作用,力学模型提供了载荷信息与边
界条件。而几何模型并非就是计算模型
(1)计算目的不同计算模型不同
(2)结构受力不同计算模