白车身概念模型的扭转刚度优化方法

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白车身平台刚度优化设计

白车身平台刚度优化设计作者：卢川海来源：《时代汽车》 2018年第2期摘要：在大气污染日趋严重的当下，尽管国家已经开始重视环境保护，但是雾霾指数依然较高。

国家为降低环境污染也大力扶持纯电动汽车的发展，各类车展中出现了更多的纯电动汽车，在此趋势下对白车身平台的兼容性提出了新的挑战，就是要可以布置多种动力系统白车身平台。

由于要各种动力系统的几何包络要比传统燃油车的包络大很多，对白车身尤其是下车体纵梁结构有较明弱化作用，由此对白车身刚度有较明显降低，作为对白车身性能进行衡量的关键指标，需要对其刚度进行优化设计。

本文主要对纯电动汽车白车身和其刚度情况进行介绍，并分析白车身刚度的优化设计。

关键词：白车身平台化；白车身刚度；优化设计1 引言白车身平台化设计成为世界各大主流汽车厂家的共同选择。

随着新能源汽车普及浪潮的来临，白车身平台对纯电动、油电混合动力等动力系统的兼容，是白车身平台的发展方向。

另一方面，由于各种动力系统几何包络差异较大，而各种动力系统几何包络累加后几何包络巨大布置空间问题显的更加突出。

由于布置空间问题导致该平台的纯电动车型的白车身刚度要明显弱于燃油车型，为此需要对该款纯电动白车身刚度进行优化设计。

2 纯电动汽车白车身介绍现代化纯电动汽车的出现，是在燃油车的基础上改变了其能源方式，将燃油改为了电池，以此为核心对汽车进行改造。

在设计纯电动汽车时，要尽量沿用基础车型，以使设计成本得到降低。

由于纯电动汽车在地板下方安装和布置电池，所以纯电动汽车在白车身上发生的变动也主要在地板位置，也就是变动了下车体。

所以，对纯电动汽车白车身的介绍主要就是介绍其下车体结构。

本文以某型号的纯电动汽车为例进行介绍。

某型号纯电动汽车采用的电力电池是磷酸铁锂(18.66kW/h)，电池的长为1160mm，宽为986mm，高为300mm，总重量是240千克，能够达到某型号纯电动汽车的最高车速(lOOkm/h)和续驶里程150千米的要求：”。

白车身扭转刚度分析及优化_翁洋-13

白车身扭转刚度分析及优化翁洋张伟（上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海，200804）摘要：白车身结构是否具备合理的静态扭转和弯曲刚度对于提升整车的结构耐久和NVH性能是至关重要的。

不同的车型，刚度的目标值也不同。

车身结构的刚度值可以通过试验或者有限元分析得到，使用有限元方法来模拟白车身刚度试验，通过试验结果来验证有限元分析的正确性。

BIW Torsion Stiffness Analysis & OptimizationAbstract：Adequate static torsion stiffness of BIW is essential for better overall durability and NVH performance. Stiffness targets vary for different vehicles. The stiffness can be evaluated experimentally and analytically. The FE results can be used to correlate CAE to testing data.引言在小型乘用车设计开发中，对车身结构设计进行有限元分析计算是有效缩短产品开发周期、节约产品开发及实验费用、提高产品可靠性的重要技术手段。

因此车身的扭转和弯曲刚度作为衡量车身设计的一项重要条件，对其进行准确的分析计算成为设计开发中的一项不可缺少的重要内容。

为了和白车身刚度试验结果对比，分析中所需的零件需要和试验一致。

可以通过优化软件进行DOE分析，并根据分析结果调整对产品性能起主要作用的参数进行优化设计。

建立有限元模型本文所涉及的有限元模型采用Hypermesh进行前处理。

网格模型由Quard4、Tria3单元以及相应的焊接单元构成，并且单元质量符合指定的建模标准。

模型结构如图所示白车身结构网格模型边界条件后减震塔约束3个方向的自由度，前横梁中心约束5个方向的自由度。

白车身弯扭刚度测试技术与评价方法

2018（7）
20技18术年聚7焦月
技术看点
白车身弯扭刚度测试技术与评价方法
李伟端木琼李占方（中国汽车技术研究中心有限公司）
摘要：为了满足汽车的舒适性、安全性及操控性方面的要求，在车型开发前期需要评估汽车的弯扭刚度。不同试验条件下测出的刚度值差异很大，为确保数据的统一性和精确性，提出一种测试技术，通过对比 ! 种试验方案，得到扭转方案 ! 改善了试验过程中的侧向位移，更接近汽车的真实工况；在该方法的基础上，统计几十款 " 级车的弯扭刚度试验数据，总结出 " 级
之间的距离，间接计算出前后悬的相对扭转角，然后通
载荷

图 B 白车身扭转刚度加载示意图
过加载力矩和前后悬的相对扭转角计算出白车身扭转
前、后悬处扭转角的计算公式为：
- -
2第0178（期7）
技术聚焦
Feature
f=
!f+"f arctan（ # ）
f
（1）
$=
=f-
（3）
距离前轴为 - 的测点 % 向的误差补偿量（/mm）
为：
="r10/. -).
（6）
式中：0— ——前后悬之间的 , 向距离，mm；
-— ——测点距前轴的 , 向距离，mm；
"r1— ——后悬 % 向变形量的平均值，mm。
距离前轴为 - 的测点补偿后的变形量（11/mm）为：
!r+"r arctan（ # ）
r
（2）
式中：f，$—— —前、后悬处扭转角，（）；
பைடு நூலகம்
!f，"f— ——前悬左、右侧 % 向的变形量，mm；
!r，"r— — —后悬左、右侧 % 向的变形量，mm；

基于扭转刚度的白车身减重优化

42
机电技术
2019 年 2 月
基于扭转刚度的白车身减重优化
李文彬
（东南（福建）汽车工业有限公司，福建福州 350119）
摘要：白车身（Body in White，BIW）的扭转刚度是车身重要的力学性能之一，对整车各方面的性能有着直接或间接的影响。以某 SUV 车型为研究对象，运用 HyperMesh 软件建立了 BIW 的有限元模型，并对 BIW 的扭转刚度进行了仿真分析；为了提高 BIW 的扭转刚度，利用 OptiStruct 软件分析了零件板厚对扭转刚度的灵敏度，得到了影响 BIW 扭转刚度的关键区域；基于灵敏度分析结果，从板厚、焊点两个方面对扭转刚度进行了优化；对比最终优化前后的结果，扭转刚度增加了 16.6 %，质量减少了 3.9 kg。
1 BIW 扭转刚度的数值计算
1.1 BIW 有限元模型的建立
本文用于分析扭转刚度的 BIW 模型主要包括
A 柱、B 柱、C 柱、地板、顶棚、前后围等部件，不包括玻璃和 IP 横梁。利用 HyperMesh 软件对各个零部件进行有限元网格划分，划分网格时采用四边形单元和三角形单元混合建模的方法，平均单元尺寸为 7 mm，同时控制单元的网格翘曲度、雅克比、四边形及三角形的最大最小内角等满足质量指标。根据 BIW 的结构特点，粘胶采用 adhesives 模拟，焊点采用 acm 模拟、焊点直径为 6 mm，螺栓连接等其他连接方式采用 rigid 单元模拟。整个 BIW 有限元模型共有 977 352 个单元，如图 1 所示。
效于在连线中点处加载 2000 N·m 的力矩。
车身扭转刚度定义为：
KT
=
M θ
=
M
arctan[
d1

白车身扭转刚度分析方法对比-顺便谈谈蔚来ES8

白车身扭转刚度分析方法对比-顺便谈谈蔚来ES81概述在上一篇文章《白车身弯曲刚度分析方法对比》中，我们介绍了白车身弯曲刚度分析方法，在这一篇文章中我们将接着介绍扭转刚度分析方法。

因为同属车身刚度分析，所以本文重复了上一篇的少部分文字。

好在两篇文章都是本人所作，并不涉嫌抄袭。

白车身刚度是整车设计的一个重要指标，它决定了车辆在外力作用下抵抗变形的能力。

白车身刚度与整车多项性能均有关联，例如耐久性能、碰撞安全性能、操稳性能和NVH性能等。

通常我们主要关注两个车身刚度指标，即弯曲刚度和扭转刚度。

当前的主流设计趋势就是在控制成本和重量的前提下，尽量将车身弯扭刚度提升。

对于乘用车而言，白车身的扭转刚度相比弯曲刚度更值得关注。

白车身的失效形式以扭转疲劳为主，当扭转刚度不足时，车身在外力作用下将发生较大的扭转变形，反复加载后局部薄弱点就可能疲劳破坏。

如果车身扭转刚度不足，行驶时车身变形较大，可能导致整车各部件之间发生摩擦异响；尤其是背门框和侧门框会产生较大的洞口变形量，影响车辆动态密封性能。

白车身扭转刚度对整车操稳性能也有明显影响。

白车身扭转刚度还是白车身轻量化程度的重要表征。

国际上流行的一个重要的车身设计指标—轻量化系数，就是根据白车身扭转刚度、白车身质量、轴距和轮距计算得到的。

相比白车身弯曲刚度分析方法，扭转刚度分析方法还不算特别混乱，但也存在很多不一致的地方。

本文将对国内汽车业内常用的几种白车身扭转刚度分析方案作对比分析。

在本文的末尾，还将对最近热度非凡的蔚来ES8白车身扭转刚度数值进行简单的点评。

2有限元模型对比虽然名称叫白车身扭转刚度分析，但所用的白车身有限元模型并不一定是传统意义的BIW模型。

有些主机厂所分析的模型是BIW，有些则是BIW加风挡玻璃也就是所谓的BIP模型。

对于电动车而言，分析模型还可能是BIW+电池包，或者BIP玻璃+电池包。

其中BIP模型使用的最为广泛。

上面所提到的BIW，指的是焊接或者铆接车身的本体部分，不包括四门两盖、仪表板支撑横梁、翼子板等部件以及粘在车身的玻璃。

SUV白车身扭转刚度的分析与优化_熊辉

日习则学不忘，自勉则身不坠。
— — —徐干
－ 43 －
３）前轮罩处增加接头布置，形成完整的环状路径，增大环状结构截面面积，加大结构加强件料厚。
４）关键接头部位增加结构胶和焊点，提升车身扭转刚度。
通过灵敏度分析以及车身结构优化设计，最终计算得到白车身扭转刚度是１７８７０Ｎ·ｍ（／ °），提升量为４０２１Ｎ·ｍ（／ °），提升率为２２．５%，满足项目设定目标。同时白车身弯曲刚度提升了１６．７%，弯曲和扭转模态也得到了有效的提升。
极大提高产品可靠性。因此针对车身的扭转刚度对白车身进行准确的有限元建模分析成为设计开发中一项不可缺少的重要内容。
某款ＳＵＶ车型扭转刚度分析思路，如图３所示［２］，首先把工程设计ＣＡＴＩＡ数模导入有限元分析软件ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ，然后进行单个零件网格建模、连接、支撑、
参考文献［１］高云凯，蓝晓理，陈鑫．轿车车身模态修改灵敏度计算分析［Ｊ］．汽车工
程，２００１，２３（５）：３５２－３５５．［２］仇彬．轿车白车身扭转刚度分析及结构优化设计［Ｄ］．安徽：合肥工业
大学，２００７：１８．（收稿日期：２０１５－０９－２７）
人能不食十二日，惟书安可一日无。
— ——陆游
考虑到白车身的受力传力复杂性，本次采用的是详细有限元模型。建模重点过程分为结构优化、单元选取、单元数量和质量控制、网格布局及连接方式模
步分析，分析各个环的截面和连续性等；然后挑选出各个环中的关键件并进行简化建模和灵敏度分析，白车身简化模型图，如图７所示。灵敏度分析可以迅速找出对白车身扭转刚度影响的关键部件并分析出贡献量，为后期设计优化提供重要的支持。

车身扭转刚度分析及拓扑优化

白车身扭转刚度分析及拓扑优化Torsion Stiffness Analysis and TopologyOptimization of Body in White摘要: 白车身（Body in White, BIW）的扭转刚度是车身重要的力学性能之一，对整车各方面的性能有着直接或间接的影响。

本文在已有量产车型基础上，运用HyperMorph工具建立了轴距加长150 mm对应的Morph模型。

以Morph模型为研究对象，以扭转工况对应的柔度最小化为目标，利用OptiStruct软件进行了拓扑优化分析。

基于拓扑优化结果，对后地板横梁加强板、连接板、后围结构进行了形状优化和截面优化，优化后扭转刚度提升了4.85 %，对后续的设计具有一定的指导意义。

关键词:白车身，Morph模型，扭转刚度，OptiStruct，拓扑优化Abstract:The torsion stiffness of the Body in White (BIW) is one of the important mechanical properties of the body, and has a direct or indirect effect on the performance of all aspects of the vehicle. In this paper, based on the existing production models, the corresponding Morph model with 150 mm longer wheelbase was established by using HyperMorph tool. Then, taking Morph model as the research object and aiming at minimizing the compliance corresponding to the BIW torsion condition, topology optimization analysis was carried out by using OptiStruct software. Finally, based on the results of topology optimization, shape and section optimization were carried out for the rear floor beam reinforcing plate, connecting plate and the rear frame structure. As a result, the torsion stiffness is improved by 4.85 % after optimization, which has certain guiding significance for the subsequent design.Key words:Body in White, Morph model, torsion stiffness, OptiStruct, topology optimization1 概述随着经济的快速发展，汽车已经成为人们日常生活中不可缺少的交通工具。

某SUV白车身模态分析及优化设计

某SUV白车身模态分析及优化设计文章介绍了某SUV车型的白车身模态分析，并针对计算结果对车身结构和布局进行优化，使整车刚度趋于合理。

优化结果显示：优化后结构、刚度更加合理，并且一阶扭转提高了4HZ，车身重量减少1.5KG。

标签：模态分析；结构优化；有限元分析前言现代汽车设计领域，有限元分析得到了广泛的运用。

车身作为汽车的关键总成，其力学特征对整车的动力学特征起关键作用。

车身模态分析则关系到整车刚度、常规震动和车身减重。

实践证明对白车身结构进行有限元分析可以提前发现、避免相关的设计缺陷，及时整改、优化设计。

从而缩短开发周期，节约试验费用。

文章通过对白车身的模态分析对设计进行结构优化，使得车身结构局部模态和整体刚度特征满足模态规划要求。

1 有限元模型有限元分析基本是利用一组离散化单元组集代替连续体机构进行分析，这种单元组集体称结构力学模型。

车身模型建立原则为能反映车身主要力学结构特征和边界约束条件，其次可考虑在保证正确性的基础上对模型进行适当的简化。

模型建立过程需考虑：模型的简化、网络划分、材料属性确定、单元选择及模型的连接与装配。

为此对模型建立进行了如下处理：1.1 模型建立采用了基准尺寸为10mm的QUASD4划分SHELL单元，局部采用了大于3mm的小尺寸划分，在非关键区域几何过度区少量采用了TRIA3单元。

TRIA3单元占总数的比率小于5%。

1.2 孔径6mm～10mm，用方孔代替；孔径大于10mm，保留孔，孔周围两圈偶数个单元，其他非重要小孔可忽略。

1.3 翻边至少要划分两排网格，圆角大于3mm可以保留，螺栓用RIGID或梁连接。

1.4 焊点采用CWELD/ACM单元，方向同连接壳单元法向量平行。

焊缝则采用CQUAD4和CTRIA3模拟，对不考察局部应力的情况下，有选择性采用节点重合，并保证网络的几何匹配。

根据车身提供的数字模型，最终白车身带玻璃有限元模型单元547，219，节点569，580个，见图1。

白车身接附点动刚度优化设计

白车身接附点动刚度优化设计白车身接附点动刚度优化设计随着车辆制造技术的不断发展，汽车的安全性能、舒适性能以及使用寿命等方面的要求越来越高，白车身的接附点动刚度优化设计成为了一项非常重要的工作。

接附点动刚度是指车辆受力后在车身车轮接触点产生的位移值与施加的受力的比值，通常也叫做车辆的高速稳定性。

以下介绍一些常见的白车身接附点动刚度优化设计方法。

1、轻质化设计将白车身轻量化是提高接附点动刚度的一种有效方法。

在设计过程中，可以采用高强度钢材、铝合金、碳纤维等轻量化材料来替换传统材料。

轻质化设计不仅可以减少车身重量，提高燃油经济性，而且可以提高车身的接附点动刚度。

2、前后轴重分配设计这是一种有效的设计方法，通过将车辆的前后轴荷载比例调整，使得车辆在行驶时的重心更加稳定，同时减小了车辆的滚动摆动。

前后轴重分配设计需要将引擎舱、乘员室等设备布置合理，实现前后轴重量分配的最佳状态，从而使车辆的接附点动刚度得到优化。

3、悬挂系统设计悬挂系统是车辆接收路面振动的关键部件，同时也是影响车辆接附点动刚度的重要因素。

在设计悬挂系统时，可以通过合理选择弹簧、避震器的硬度和减震器参数来优化车辆的接附点动刚度。

合理设计的悬挂系统可以使车辆在行驶时获得更好的稳定性。

4、结构优化设计通过优化白车身各组成部分的结构设计，有效地提高车辆的接附点动刚度。

例如，在车辆的底盘结构设计中，合理设计受力部位的加强筋和连接结构，可以有效地提高接附点动刚度。

另外，在车辆前后桥结构优化设计中，可以通过增加连接点的数量和降低连接点之间的距离等措施来提高接附点动刚度。

总之，白车身接附点动刚度是汽车制造中非常重要的一项指标，对于提高车辆的安全性能和使用寿命都有非常重要的意义。

通过合理运用以上设计方法，对白车身接附点动刚度进行优化设计，可以为汽车的制造企业提供更加优质的汽车产品，同时满足消费者不断提高的需求。

除了以上介绍的一些常见的白车身接附点动刚度优化设计方法，还有一些其他的设计方法可以帮助优化车辆的稳定性和运行平稳性。

基于拓扑优化的白车身扭转刚度性能设计

10.16638/ki.1671-7988.2019.17.066基于拓扑优化的白车身扭转刚度性能设计李铁柱，华睿，黄维（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：车身扭转刚度对整车操纵稳定性和NVH性能具有重要的影响，是车身设计的重点和难点。

文章针对某车型白车身的扭转刚度性能提升设计，通过采用局部结构拓扑优化的方法，有效识别了提升性能的局部拓扑优化结构，以最少的重量增加实现性能最大化设计，并制作了实际加强方案，白车身仿真分析验证了方案的有效性。

关键字：拓扑优化；白车身；扭转刚度；轻量化中图分类号：U467.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)17-180-03Torsional Stiffness Performance Design of Body-in-White Based onTopology OptimizationLi Tiezhu, Hua Rui, Huang Wei( Anhui Jianghuai Automotive Group Co. Ltd, Anhui Hefei 230601 )Abstract:Torsion stiffness of the body structure has an important impact on vehicle handling stability and NVH performance, and is the focus and difficulty of body design. In this paper, the torsional stiffness performance improvement design of a body-in-white of a vehicle model is studied. The topology optimization method is used for the local body structure design. The structure of the improving performance is effectively identified, and the performance maximization design is realized with the least weight increase, and the actual reinforcement scheme is produced. The simulation analysis of the body-in-white verifies the effectiveness of the scheme.Keywords: Topology Optimization; Body In White; Torsion Stiffness; LightweightCLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)17-180-031 引言汽车行业竞争日益加剧，消费者对汽车的安全性、NVH、操纵驾驶性和疲劳耐久性也越来越重视。

白车身扭转刚度

一白车身扭转刚度
整理ppt
白车身刚度是车身开发阶段研究的重要内容之一，对汽车稳定性、舒适性等具有十分重要的意义。
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试验测试系统与方法
静刚度测试系统静刚度测试系统包括
（1）静刚度试验台（2）加载装置（3）测试及数据采集系统。
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（1）静刚度试验台静刚度试验台主要是依据该车身结构以及前后
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Thank You
整理ppt
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试验结果
1、弯曲刚度（略） 2、扭转刚度
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扭转刚度
车身在凹凸不平的道路上，抵抗变形的能力称为扭转刚度。按照车前轴满载F 负荷考虑，施加扭矩如下：
M=0.5F·S 式中：F 为前轴荷；S 为前轮距。试验采用分级加载，共分5 级，扭转分为左右两侧加载；各进行三次重复测量，按三次测量取平均绘制扭转变形曲线及计算车身扭转刚度。
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白车身扭转刚度按下式计算：
Kniu
M
df
l df Yf
r
drlYrdrr
*180
式中分母项为车身前后轴间相对扭转角，单位一般取
（′）。M 为所施加的力矩；dfl、dfr为前轴悬置处左
右传感器变形量绝对值，drl、drr为后轴悬置处左右
传感器变形量绝对值；Yf、Yr为前轴、后轴左右传感
器距离。
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结果分析
扭转工况结果分析：一般通过对比试验数据与理论要求或对标车数
据，来看实验结果的变形量是否满足设计要求，一般从局部变形和整体变形来分析。列如：扭转工况下，样车的后门框对角线变形量过大的话，可能导致在该车的后两扇门、门与框之间的碰撞，甚至卡死，这对乘车的舒适性及安全性会带来不利的影响。

CAE白车身扭转刚度分析报告

3、模型及边界条件
3.1、模型说明（带玻璃）
单元类型焊点类型螺栓连接单元个数节点个数 CAE模型质量 CAD模型时间
SHELL
HEX+RBE3
RBE2
373578
386173
227Kg
2012-10-30
实施日
定制
更改1 改2
改改3 改4 改5
2012. 11 .30
秘密级别绝密
秘密
5.3、扭转刚度位移曲线
扭转刚度值取点分布示意图
页
4/6
Angle(rad)
0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0.0 -0.1 0 -0.1 -0.2 -0.2 -0.3
车身底部扭转变形曲线
500
1000
1500
2000
2500
3000
左侧门槛
右侧门槛
X-Position(mm)
5.4、扭转刚度窗框变形量
文件编号 CAE-F128-NVH-301-01
页
5/6
B1 A1
A2
B2
G1
G2
G3
G4
扭转刚度窗框变形量（mm）
TORSION 前挡风窗后围玻璃侧前门（左侧）侧前门（右侧）侧后门（左侧）侧后门（右侧）
序号
G1 G2 G3 G4 A1 A2 A1' A2' B1 B2 B1' B2'
原始尺寸
页
3/6
5.2、扭转刚度值
白车身扭转刚度值
GJ=T/φ=5948Nm/deg T=600Nm φ=0.10087deg
GJ=F*Tr*L/θ=1.04114MNm2/rad F=300N Tr=2000mm L=3054mm θ=0.00176rad

白车身静刚度分析的目的及优化方法

白车身静刚度分析的目的及优化方法一、白车身静刚度分析的目的车身刚度主要分为整体刚度和局部刚度，而车身刚度设计是车身NVH 性能的保证基础。

车身弯曲及扭转刚度与整车动力学性能、整车NVH 性能、疲劳耐久和操纵稳定性等密切相关。

一般来说，通过合理的整车模态匹配和车身刚度设计，特别是车身结构的整体和局部刚度设计，可以为控制和优化整车振动水平和操稳性能提供保障。

二、白车身刚度与NVH 的关系1、一般来说，车身刚度越高， NVH 性能会越好；2、随着时代的发展，车身的刚度越来越高；3、高刚度和轻量化指标成为车身开发中日益发展的趋势。

三、白车身刚度的目标制定方法1、白车身弯曲刚度目标制定根据振动力学，我们知道均匀梁的频率可以用如下公式表述，而整车可假设为均匀梁，如图1所示。

图1 均匀梁弯曲刚度简化模型整体车身刚度局部车身刚度弯曲刚度扭转刚度2、白车身扭转刚度目标制定当车身转向时，车辆会发生侧倾，这种侧倾会导致质量从一侧转移至另一侧，并会影响车辆的转向特性。

在设计悬架时，车身假设为刚体，而悬架参数是基于此假设设计的，所以我们希望车身的扭转刚度要求足够高，以符合车身刚体假设是正确的，上述假设的正确性，可以通过使车身扭转刚度高于悬架刚度的很多倍来实现。

即车身扭转刚度主要是基于操稳确定。

图2 汽车操稳侧倾模型图3 悬架侧倾刚度模型图4 修正后的悬架侧倾刚度四、白车身刚度的常用分析方法通过查阅相关文献及资料，白车身的弯曲及扭转刚度计算方法较多，每个车企不尽相同，对刚度结果的读取及评判也有不同的方法和参考。

五、白车身弯曲及扭转刚度优化方法在白车身弯曲和扭转刚度分析过程中，大部分都需要优化，以达到预期的目标或参考值。

白车身弯扭刚度提升方法比较多，如接头法、截面法、对标法、应变能法、灵敏度法等。

在实际工程中灵敏度法、应变能法应用相对较多，而且效果非常明显。

某轿车白车身刚度分析与结构优化

10.16638/ki.1671-7988.2018.14.031某轿车白车身刚度分析与结构优化袁夏丽，刘俊红，刘丹，左乐（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心性能集成开发部，安徽合肥230009）摘要：文章以某轿车白车身为研究对象，采用有限元法分析其弯曲刚度和扭转刚度，分析结果显示车身扭转刚度不满足目标值，在此基础上采用增加结构胶的优化方案，并对优化方案进行了校核计算，结果表明扭转刚度性能提升明显并满足目标要求，为车身结构设计改进提供了理论依据。

关键词：白车身；弯曲刚度；扭转刚度；结构优化；结构胶中图分类号：U467 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)14-80-02The Stiffness Analysis and Structure Optimization of Vehicle BIWYuan Xiali, Liu Junhong, Li Dan, Zuo Le（AnHui JiangHuai Automobile Co., LTD CAE module design department, Anhui Hefei 230009）Abstract: The bend & torsion stiffness analysis have been done based the FEA method, and the torsion stiffness can’t meet the target requirements, then optimize the structure by adding the structural adhesive, and analyze the optimized structure, the results show that the torsional stiffness performance is improved obviously and meets the target requirements, which provides a theoretical basis for the improvement of body structure design.Keywords: BIW; Bend Stiffness; Torsion Stiffness; Optimization; Structure AdhesiveCLC NO.: U467 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)14-80-02引言汽现代轿车通常采用承载式车身，在汽车行驶过程中，车身要承受各种弯扭载荷，白车身静刚度特性直接影响整车的品质[1]。

轿车白车身模态分析和局部刚度优化方法研究

式 (1) 是用系统的物理坐标描述运动方程组 , 是一组耦合方程。当系统的自由度很大时 ,求解十分困难。模态分析方法是以无阻尼系统的各阶主振型所对应的
模态坐标来代替物理坐标 , 使坐标耦合的微分方程解
耦为各个坐标独立的微分方程组 , 从而求出系统的各
阶模态参数。对于无阻尼自由振动系统 , 阻尼和激励
沿纵向弯曲
5
53156
沿纵向弯曲 ,后窗局部变形
6
ห้องสมุดไป่ตู้56177
后部变形 ,后窗处较明显
有限元模态分析部分振型图 , 如图 2 示。
2 有限元模态分析根据某轿车白车身总成与零件的装配关系建立白
图 2 模态分析振型图 Fig1 2 Mode shapes for modal analysis
1 34 公路交通科技第 27 卷
模态分析来获得[1 ] 。本文以某轿车白车身为研究对象 , 建立白车身有
限元模型 , 采用有限元模态分析和试验模态分析 , 对其结果进行对比研究。从振动、强度角度考虑 , 分析了该白车身所承受内外激励的影响。并根据应变模态的局域性特点 , 提出利用模态应变能分布优化车身结构局部刚度的方法。
21 Research Institute of Highway , Ministry of Transport , Beijing 100088 , China ; 31 Chery Automobile Co1 , Ltd1 , Wuhu Anhui 241009 , China)
Abstract : Using preprocessing software Hypermesh and FEA software MSC1Nastran , the detailed finite element model of car bodyΟinΟwhite (BIW) was established based on the theory of finite element1 Finite element modal analysis and experimental modal analysis were conducted to get the modal parameters of BIW , including natural frequencies and corresponding mode shapes respectively1 With comparison of the result of the simulation with that of test , the validity of the FEA model was verified1 From the view of vibration and strength , the impact of internal and external incentives on the BIW was analyzed1 According to strain mode local characteristics , a new method to determine the position where the maximum elastic deformation takes place by using the strain energy distribution of the vibration modes of different orders was therefore proposed1 The method can be used to improve the local rigidity of BIW1 The result shows that this method is reasonable and practical for the car body design1 Key words : automobile engineering ; modal analysis ; modal strain energy ; bodyΟinΟwhite ; local rigidity