汽车车身概念设计接头模型的研究

要】 建立了刚性连接接头模型、超单元缩减模型和梁一弹簧接头简化模型三种接头模型， 并
计 算 了九种 工况 下的各种模 型的 角位 移结果 。通过三 种接 头模 型与详 细有 限元接 头模 型 的对 比分析 ， 表 明梁一 弹簧接 头简化模型 最接 近详 细接 头的力 学特性 ， 单元缩 减接 头模 型最差 。 超
关键词 ： 车车身 ； 汽 概念设计 ； 接头模型 【 ｓｒ ｃ】 ｒｅｋｎ ｓ ｆＪｉｔ ｏ ｅ：ｇｄ ｃ ｎ ｅ 凡 ０ ｄ ｌ ｕ ｅｅ ｍ ｎ ｍｏ ｅ ａｄｂ ａ Ａｂｔａ ｔ ｈ ｔ ｅ ｉｄ ｏ ｄｌｒ ｉ— ０ ｎ ｃ ０ ． ｍｏ ｅ， ｐ ｒｌ ｅ ｔ ｄ Ｚ ｎ ｅｍ－ ｈ ｏ ｎｍ ｉ 凡 ｓ ｅ
的接头模型的角位移结果并与原始 的详细有限元模型进行对比
分 析 ， 而得 到 比较 理 想 的接 头建 模 方法 。 从
和装配连接因而可以达到很高的精度。但是，在概念谢 十 的初期阶
段， 用简化模型可以更方便地对车身结构进行强度， 模态分析和优化 设计， 可提早检测车身所存在的强度缺陷和结构错误， 陕速选择车 对 身结构形式 、 确定结构参数具有重要作用【 同时 ， “ 。 所建立的简化模型
ｏ ｅ ， ｕ ｕ ｒ ｌ ｍｅ ｔｍｏ ｅ ｓ ｈ ｏ ｅ ｔ ｍ ｄ ｌ ｂ ｔｓ ｐｅ ｅ ｅ ｎ ｄ ｌｉ ｔ ｅｐｏ ｒｓ．
Ｋｅ ｒ ｓ Ｃａ ｏ ｙ； ｎ ｅ ｔ ａ ｅ ｉｎ； ｏｎ ｏ ｅ ｙｗｏ ｄ ： ｒｂ ｄ Ｃｏ ｃ ｐ ｕ ｌ ｌｉｉ ｃｎ ｌｄ ｄｔａ ｔｅｂ ａ －ｐ ｉｇ ｉｐｉｅ ｄ ｌｓｉ ｃｏｄ ｎ ｅｗｔ ａ ｏ ｔ ｌｄＦ ｉｔ ｏ ｅ， ｏ ｃｕ ｅ ｔｈ ｅ ｓｒ ｍ ｌ ｄｍ ｅ ｉ ｎａｃ ｒａ ｃ ｉ ｔ ｔｆｄ ￣ ｅ Ｅｊ ｎ ｔｓ ｈ ｍ ｎｓ ｉ ｆ ｏ ｈｈ ｅ ｏ
机 械 设 计 与 制 造
１ ４８ 文 章 编 号 ：０ １３ ９ （０ ０ １— １ ８ ０ １０ — ９ ７ ２ １ ）２ ０４ — ３
Ｍ ａ ｈ ｎｅ ｙ Ｄｅ ｉ ｎ ｃ ｉ ｒ ｓｇ
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Ｍａ ｕａ ｔｒ ｎ ｆ ｃｕ ｅ
第１ 期 ２ １ 年 １月 ０１
汽车车身概念设计接 头模 型的研 究
弹簧和铰链组成的单元去证明接头柔性对整个车身刚度分析的重 参考实际的使用情况 。以 Ｊｉ ｏｔ ｎ Ｂ为例 ， 它的加载工况为一个分支
要 性 。Ｅ ｉｏ ｉｉａｄＫ ｅ晰 究 了接头 的行 为 杼 ｌ 提 出了几 种 端点加力矩载荷 ， ． ｋｌ ｄ ｎ ． ｅ Ｎ ａ ｓ Ｌ 生， 另外两个分支的端点 自由度完全约束住。载荷
（ ｏｌ ｅ ｆ ｃａ ｉａ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇＪ ｉ ｎｖ ｒ ｔ， ｈｎ ｃ ｕ ３ ０ ５ Ｃ ｉａ ｌ ｇ ｈ ｎｃｌ ｃｅ ｅａ ｄＥ ｇ ｅｉ ，ｉｎＵ ｉ ｓ ｙ Ｃ ａ ｇｈ ｎ １０ ２ ， ｈｎ ） Ｃ ｅ ｏ Ｍｅ ｎ ｎ ｎ ｌ ｅｉ
【 摘
林 洁琼 李迎春 荆 丹 鞠 伟 （ 长春 工业大学机 电工程学院 ， ’ 长春 １ ０ １ ）（ 吉林大 学 机械科 学与工程学 院 ， ３０２ 长春 １０ ２ ） ３ ０ ５
Ｓｔｄ ｆｉｉｔｍｏ ｅ ｉ ｈ ｏ ｃ ｐ ｕ Ｉ ｅ ｉｎｏ ａ ｏ ｉｓ ｕ ｙｏ ｎ ｄ ｌｎｔｅ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｓｇ ｆｃ ｒ ｄｅ ｏ ｄ ｂ
中接头 和承载件 的刚度 特 眭。
２ 头 模 型 的加 载特 性 接
车身 Ｔ接 头的分布 ， 图 １ 如 所示 ， Ｂ柱下接头 （ｏ ｔ ） 以 Ｊｉ 为 ｎＢ
Ｃ ａｇ ｈ ｎｒ ￣
截取 ２ｍ Ｔ接头的柔性对整车结构性能的影响 ， 并用一个 例 ， 的承载件的各分支长度为 １０ ｍ。接头的加载方式主要
ｍ ｄｌ ａｅｃｌｕａｅ ｖ ｕ ｅｔｅ ｏ ｔ ｙｃｍ ａｉ ｅｔｒｅｋｎ ｓｏｊｉｔ ｗ ｔ ｔｅｄ ｔ ｅ Ｅｊ ｉｔ ｏ ｅ ａ ｌ ｄｔ ｅ ａ ａ ｈ ｉ ． ｏ ｐ ｎ ｔ ｈｅ ｉ ｏ ｓ ｉ ｅ￣ｌ Ｆ ｎ ｓ ｒ ｃ ｔ ｏ ｌｔ ｊ ｎＢ ｒ ｇｈ ｄ ｆ ｎ ｈｈ ｄ ｏ
０ｔ ｎ Ｂ有三个分支 ， 每个分 接头简化模型， 并用系统识别或者随机非线性估计的方法来求解模 的方 向沿总体坐标系坐标轴的方 向。Ｊｉ 型参数。 国外科研工作者提出了 ２ｊｉｔ － ｎ 的概念， ｏ 以此建立起接头简 支加载三个坐标轴方 向大小为 Ｉ ｍ 的力矩 ， Ｎ・ 接头一共有 ９ 个工
ｓ ｒ ｇｓ ｐｉ ｏｅ Ｆ ｂ ｉ ｐ ａ ｄｔｅ ｅａｇ ｌｒ ｉ ｌｃｍ ｎｓｕ ｄｒｎｎ ｏ ｄｔ ｎ ｅｔｒｅ ｐｉ ｉ ｌ ｄ ｍ ｄ ｌ ｅ ｕｌｕ ｎ ｎｔ ｎ ｕａ ｓ ａｅ ｅ ｔ ｎ ｅ ｉｅｃｎ ｉｏ ｓｏ ｔ ｅ ｎ ｍ ｅ ａ ｔ ｈ ｈ ｄｐ ｉ ｆ ｈ ｈ
Ｕ Ｎ Ｊｅ ｑｏ ｇ， ＩＹｉｇ ｃ ｕ ＪＮＧ Ｄａ Ｊ ｅ ｉ— ｉｎ Ｌ ｎ — ｈ ｎ ，Ｉ ｎ ，Ｕ Ｗ ｉ
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中图分 类号 ： Ｈ１ ， ４ ３ ２ 文献标 识码 ： Ｔ ６Ｕ ６ ． ８ Ａ
１ 言 引
在车身没计开发中， 详细模型由于精确的模拟结构的几何形状
为 了使搭建 出的概念模型更接近详细有 限元模型 ，本文着
重研究接头建模 方式 ， 定义 了刚性连接接 头模型 、 超单元缩减模 型和梁一弹簧简化模型三种接头模型， 然后通过计算九种工况下