2022年白车身结构强度分析报告.pdf

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1、白车身结构强度分析报告项目名称：编制：日期：校对：日期：审核：日期：批准：日期：xx 汽车有限公司2013 年 04 月精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 目 录1. 分析目的 . 错误! 未定义书签。2. 使用软件说明 . 错误! 未定义书签。3. 模型建立 . 错误! 未定义书签。4 边界条件 . 错误! 未定义书签。5. 分析结果 . 错误! 未定义书签。6. 结 论 . 错误! 未定义书签。精品资料 - - - 欢迎下载 -

2、 - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 1. 分析目的白车身结构的静强度不足则会引起构件在使用过程中出现失效。本报告采用有限元方法对* 白车身分别进行了满载、 1g 制动、转弯、右前轮抬高 150mm 、左后轮抬高 150mm 、右前轮左后轮同时抬高 150mm,6 种工况的强度分析，观察整车受力状况，找出高应力区，考察其零部件的强度是否满足要求，定性地评价* 白车身的结构设计，并提出相应建议。2. 使用软件说明本次分析采用HyperMesh作前处理， Altair o

3、ptistruct求解。 HyperMesh是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE 平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面， 与多种 CAD 和 CAE 软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能；Altair Optistruct是一个综和隐式和显示求解器与一体的大规模有限元计算软件，几乎所有的线性和非线性问题都可以通过其进行求解。通过Altair Optistruct可以进行任何形状、尺寸、拓扑结构的优化，采用固定的内存分配技术，具有很高的计算精度和效率。3. 模型建立对车身设计部门提供的 * 白

4、车身 CAD模型进行有限单元离散， CAD模型以及有限元模型如图所示。白车身所有零部件均采用板壳单元进行离散，并尽量采用四边形板壳单元模拟，少量三角形单元以满足高质量网格的过渡需要，网格描述见表。图 * 白车身 CAD以及有限元模型表 网格描述单元类型四边形单元三角形单元单元数目46970015543三角形单元比例%焊接模拟Rbe单元及实体单元涂胶模拟实体单元单元质量良好强度分析模型质量按整车满载质量计算，其中的白车身附加质量（见表）用质量点单精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 2

5、1 页 - - - - - - - - - - 元 CONM2 单元模拟。发动机和变速箱、油箱、备胎、冷凝器、前门总成、滑移门总成、后背门总成、发动机罩总成、 前排座椅及乘员等使用RBE刚性单元加载到相应总成的安装处。由于额定载货质心的不可确定性，无法给定具体质心位置，因此本次分析在经验基础上确定质心位置，并将额定载货分布于后地板多处主要受力点处进行模拟。具体质量点分布情况可参考图。表 * 白车身附加质量及质心序号部件质心坐标（ X，Y，Z） ，mm质量， kg1发动机和变速箱， ，1302燃油箱， ，343备胎， ，124散热器， ，5蓄电池,106前门总成813， 731，23/237中门

6、总成，25/258后背门总成,0,279发动机罩总成，0， 78710主、副驾驶座椅及乘员1195,-295/320,61611二排座椅及乘员质量、质心， ，16412三排座椅及乘员质量、质心， 0，24313仪表台质量、质心， ，514行李，0， 42122515白车身质量,30916整车满载状态质量参数， ，1810图 * 白车身附加质量分布4 边界条件以满载状态下计算车身在以下工况下的强度应力。计算工况包括满载工况（工况1） 、制动工况（工况2） 、转弯工况（工况3） 、右前轮抬高 150mm 工况（工况 4） 、左后轮抬高150mm 工况（工况 5） 、右前轮左后轮同时抬高150mm

7、（工况 6） 。载荷如表所示。表 *白车身强度分析工况载荷工况载荷（加速度）满载-Z 向 1g 满载制动-X 向 1g；-Z 向 1g 满载转向-Y 向；-Z 向 1g 满载精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 右前轮抬高 150mm-Z 向 1g 满载左后轮抬高 150mm-Z 向 1g 满载右前轮左后轮同时抬高150mm-Z 向 1g 满载5. 分析结果满载工况：满载工况下，车身和主要零部件应力云图如下所示。车身应力云图* 前轮壳

8、和前地板精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 21 页 - - - - - - - - - - * 后轮罩* 顶盖和后背门框* 后地板精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 21 页 - - - - - - - - - - * 横梁* 纵梁制动工况1g制动工况下，车身和主要零部件应力云图如下所示。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎

9、下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 车身受力云图* 前轮壳和前地板* 后轮罩精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 21 页 - - - - - - - - - - * 顶盖和后背门框* 后地板* 横梁精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 21 页 - - - - - - - - - - *

10、纵梁转弯工况转弯工况下，车身和主要零部件应力云图如下所示。车身受力云图* 前轮壳和前地板精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 21 页 - - - - - - - - - - * 后轮罩* 顶盖和后背门框* 后地板精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 21 页 - - - - - - - - - - * 横梁* 纵梁右前轮抬高 150mm右前轮抬高 150mm 工况下，

11、车身和主要零部件应力云图如下所示。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 车身受力云图* 前轮壳和前地板* 后轮罩精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 21 页 - - - - - - - - - - * 顶盖和后背门框* 后地板* 横梁精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载

12、名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 21 页 - - - - - - - - - - * 纵梁左后轮抬高 150mm左后轮抬高 150mm 工况下，车身和主要零部件应力云图如下所示。车身受力云图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 21 页 - - - - - - - - - - * 前轮壳和前地板* 后轮罩* 顶盖和后背门框精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - -

13、- -第 16 页，共 21 页 - - - - - - - - - - * 后地板* 横梁* 纵梁右前轮左后轮同时抬高150mm右前轮左后轮同时抬高150mm 工况下，车身和主要零部件应力云图如下所示。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 车身受力云图* 前轮壳和前地板* 后轮罩精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 18 页，共 2

14、1 页 - - - - - - - - - - * 顶盖和后背门框* 后地板* 横梁精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 19 页，共 21 页 - - - - - - - - - - * 纵梁通过以上6 中工况的计算，综合 * 所用材料的屈服强度值 ( 见表，下面列出各种工况下主要零部件的应力值，见表5. 2 。表 * 车身所用部分材料及其强度参数材料名称屈服强度 (MPa)抗拉强度 (MPa)DC01130-260270DC03120-240270DC04140-210270DC06100-

15、18025008F17529520245410表 主要零部件的应力值及其安全系数统计表零件名满载工况制动工况转弯工况右前轮抬高 150mm左后轮抬高 150mm右前轮左后轮同时抬高150mm前轮壳后轮罩顶盖后地板横梁纵梁精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 20 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 6. 结论 六个典型工况下，白车身绝大部分零部件应力较小； 一些部件出现应力集中区域，分析结果显示超过材料的屈服极限； 前轮壳高应力集中区域为前轮壳与前地板连接处附近区域，可以考虑对此附近区域进行加强； 后地板高应力集中区域为座椅安装点附近区域，由于座椅及人采用集中质量单元，并用 rbe3 单元加载的方法模拟，此处存在模拟不精确产生的虚假应力集中现象； 制动、转向均按路面最大附着系数计算（参见汽车理论） ，在实际汽车行驶中几乎不会出现这些工况，所以在汽车实际运行时，其强度安全系数会高于仿真分析的安全系数。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 21 页，共 21 页 - - - - - - - - - -