白车身结构强度分析报告
汽车结构-白车身知识
1车身结构:
1.1车身分类:
一般来讲,比较明确而又合理的分类形式是从结构和设计观点出发,按车身承载型式来分,可将车身分为:非承载式、半承载式和承载式三大类:
1. 非承载式(有车架式)
一般,货车(除微型货车)、大客车、专用汽车及大部分高级轿车上都装有单独的车架,车身上的载荷主要由车架来承担,但车身仍在一定程度上承受由车架弯曲和扭转变形所引起的载荷。
2。半承载式
半承载式是一种过度型的结构,车身下部仍保留有车架,不过它的强度和刚度要低于非承载式的车架,一般将它称之为底架.它之所以被命名为半承载式是出于以下考虑:让车身也分担部分载荷,以此来减轻车架的自重力。这种结构型式主要体现在大客车上。
3。承载式(无车架式)
承载式车身无车架,车身的强度和刚度通常主要由车身下部来予以保证,一般中低档轿车车身属于承载式车身。以S11车身为例,如下图所示:(少图)
其前端由两根前纵梁、前围板,轮罩形成一刚性较强的框架;车身中部、后
部由左、右侧围(包括顶梁、门槛梁、A柱、B柱、C柱等)和地板、顶盖及后备门框等构成的盒形结构
随着立体交叉道路和高速公路的普及,轿车车速不断增高,在轿车轻量化的同时,还必须从保护乘员人身安全的角度出发来仔细研究车身的结构设计。一般车身结构分为刚性结构和弹性结构,如果在车身前部和后部均为弹性结构而中部为刚性结构的情况下,就能确保乘员安全.所以,在车身开发的前期阶段,CAE分析尤为重要。
1。2车身结构:
车身总体尺寸和形状以及承载的结构型式确定后,即可着手进行细致的结构分析与设计。设计车体结构大致按以下步骤进行:
白车身强度分析报告
白车身强度分析报告
1. 引言
白车身是指汽车的主体骨架部分,它承受着车辆的重量和各种外部力的作用。
白车身的强度是保证车辆在运行过程中能够承受各种力和压力而不发生变形或破裂的重要指标。本文将对白车身的强度进行分析,以提供有关白车身设计和改进的参考。
2. 强度分析方法
为了分析白车身的强度,我们可以采用有限元分析(FEA)方法。有限元分析
是一种工程设计和分析的常用方法,通过将结构细分为有限数量的元素,利用数值计算方法对每个元素进行分析,从而得出整个结构的行为。以下是强度分析的步骤:
2.1 几何建模
首先,需要建立一个准确的白车身的几何模型。可以利用计算机辅助设计(CAD)软件或三维扫描技术获得车身的三维模型。
2.2 材料属性定义
每种材料都有其特定的力学性质,如弹性模量、屈服强度和断裂韧性等。在分
析中,需要将这些材料属性定义在模型中。
2.3 边界条件设定
在分析中,需要考虑车身受到的各种外部力和约束条件。这些外部力可以是来
自引擎、悬挂系统或碰撞等。同时,还需要考虑车身的支撑条件和连接点的约束。
2.4 网格划分
为了对车身进行数值计算,需要将其细分为有限数量的元素。这些元素可以是
三角形、四边形或六边形等。网格划分的密度和精度对分析结果的准确性有很大影响。
2.5 载荷施加
在分析中,需要根据实际情况施加各种载荷,如静载荷、动载荷和碰撞载荷等。这些载荷将作用于车身结构上,并导致应力和变形的产生。
2.6 求解和结果分析
经过以上步骤的准备,可以使用有限元软件对车身进行数值计算。通过求解有
限元方程,可以得到车身在不同载荷下的应力和变形分布。然后,可以对分析结果进行评估和比较,以了解车身的强度和刚度。
大客车车身结构强度及刚度分析
xx彩霞xx
近年来,随着城市公共交通的不断发展,在经济发达、城市化水平高的大型及特大型城市对大型城市公交客车提出了更高的要求。对于国内的大客车而言,道路行驶条件较为严峻,通常为B级或C级路面。客车在高低不平、崎岖起伏的道路上行驶时,整个车身骨架会产生成为车架强度主要问题的反复约束扭转应力。因大客车车身是由空间骨架、抗弯薄板、壳体和应力蒙皮等构成的空间高次超静定结构。各杆件结构形状各异,而且杆件之间的连接也是多种多样,骨架受力情况比较复杂,难以用经典的理论方法进行研究。
本文运用有限元方法和电测量技术对某白车身结构进行了研究,并对构件的形状、布置以及板材厚度等影响进行了分析,通过反复模拟计算,设计出满足车身刚度和强度等性能要求的轻量化结构。
1模型的建立
1.1车身骨架模型
(1)整体坐标系的建立,以通过前轴中心线的垂直平面与客车纵向对称面的交线与车架上平面的交点为坐标原点;以客车前进的反方向为X轴的正方向;以从原
点垂直向上的直线为Z轴的正方向;由右手定则确定Y轴。
(2)本文应用ANSY&S序及车身结构模型化方面成功的经验,选取某半承载框
架式结构的大客车为研究对象,该车整个骨架由矩形钢管以及钢板冲压件
通过焊接而成。建立模型时取各构件之间的连接点、集中载荷的作用点作为有限元计算模型的节点。根据模型的简化原则,样车车身骨架被划分为1281个长
度不等,截面形状各异的单元和783个节点,见图1。
1.2车身有限元计算时载荷的处理
(1)对于车身骨架的白重,在软件前处理程序中输入骨架材料密度和重力加速度,程序便根据所输入的单元截面形状、实常数白动将单元载荷因子的信息计入总载荷,进行计算。
车辆白车身DFMEA分析范例
车身工程中心
编制人:
新严重度
新频度
新探测度
新风险顺序数
1
零部件无法安装
1车身数据未符合边界要求5
按《白车身孔位描述书》和《零部件边界条件确认表》进行数据检查
15
2车身无法焊装、车身运动干涉、
车身异响、用户抱怨
1三维数据检查未全面检查、运动校核未考虑实车精度、相关零部件未考虑到位5按《白车身自相关检查表》和《车身运动件运动校核检查表》进行数据校核
630
3整车外观效果差,无法满足客户
需求,影响销售
4设计间隙、面差不合理;装调不到位;公差分配不合理;定位方式设置不合理6参照相关车型合理设置DTS定义值,合理设置公差,合理设置定位方式
6144
数模校核,定位方案确定
车身
4增加模具费用,增加整车成本,
影响利润
1设计结构时未考虑后期开发车型的共用性
5编制车身开发模块化说明,预先设计拓展车型结构方案
630
5零部件冲压起皱,翻边开裂,尖
角争料,产品结构弱,易变形,尖角拉延破裂冲压负角,件拉延开裂,模具上修边刃口强度不足,影响车身性能
5
冲压SE分析未到位,钣金结构不合理
4按《白车身SE审查报告》进行反馈及数模修改,合理设计钣金结构
6120SE分析车身/制造
6
车身焊接操作性差,工人抱怨、生产率低,焊接效果差,影响车身性能
5
焊装SE分析未到位,钣金结构不合理
4按《白车身SE审查报告》进行反馈及数模修改,合理设计钣金结构,合理布置焊点位置及层次240
7
车身电泳底漆厚度不均匀、部分区域未充分覆盖底漆、车身锈蚀、影响整车寿命
5涂装SE分析未到位,钣金结构不合理
4按《白车身SE审查报告》进行反馈及数模修改,合理设计钣金结构,保证涂装效果
白车身结构强度分析报告
目录
1.分析目的 (1)
2.使用软件说明 (1)
3.模型建立 (1)
4 边界条件 (3)
5.分析结果 (3)
6.结论 (21)
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Q11白车身分别进行了满载、1g制动、0.8g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Q11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 optistruct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Q11白车身CAD模型进行有限单元离散,CAD模型以及有限元模型如图3.1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
图3.1 Q11白车身CAD以及有限元模型
SE分析—白车身分析标准
零部件清单及装配工艺<br>白车身总成分析标准<br>1. 车型机舱盖支撑杆后装结构时,需自制工装用于支撑机舱盖,车型机罩钣金为机盖撑 杆工装提供可靠支撑点,上支撑孔孔形更改为钥匙孔形状。<br><br>
2. 针对车身黑漆件车型内相似件、对称件以及车型间相似件、对称件进行防错处理<br>C 柱护板右上安装支架 C 柱护板左上安装支架<br>C 柱护板上安装<br>更改前:C 柱护板左/右上安装支架为对称件,存在员工拿错、装错风险。 更改后:C 柱护板左/右上安装支架由对称件设计为左右通用件,避免员工拿错、装错风险<br>前排扶手支架<br>前排扶手支架<br>后排扶手支架<br>后排扶手支架<br>前、后排扶手支架结构类似,存在错装风险,要求增加防错标识<br><br>
NO 问题描述 Problem Description<br>对策 Countermeasure<br>a.避免驾驶舱设置与外界联通的孔,如需开必须有有效的密封<br>H6 白车身总成气密性差,气密性总<br>1<br>措施;b.合理设计车身空腔膨胀胶隔断;c.合理设置涂胶种类,<br>值 130SCFM<br>保证驾驶舱密封连续,涂胶方便可靠。<br>2 车身锈蚀<br>a.根据防锈管控方案,采用镀锌板;b.依照 Q/CC SJ0469 进行 防锈设计,避免气室、电泳沥液不净、电泳屏蔽问题、电泳液 可达性差问题;c.门槛梁、车门腔体进行喷蜡处理。<br>C30 前轮外沿凸出车身,车辆在行驶 过程中,前车轮带起的泥沙不能完全<br>在侧围外板后轮弧边沿漆面脱落位置增加防石击贴膜;新车型 3 被翼子板下部遮挡,导致泥沙向后甩<br>进行防石击校核。 出,将轮弧边沿的漆面打伤,造成漆<br>面脱落<br>H6 拖拽 1800Kg 拖车,后拖车装置安 在 12%的坡度上依照拖拽能力对拖车装置施加静载荷分析,材<br>4<br>装点 7000Km 耐久破裂<br>料屈服强度与安装点应力满足 3.5 倍安全系数。<br>5 车身干涉异响<br>a.保证零件搭接零件间隙在 2mm 以上,重要受力部位,不影 响密封时间隙不小于 5mm;b.焊点布置在边部,约束钣金搭接。<br>a.结构设计避免大于 3mm 的空洞(改变翻遍方向,增加结构<br>6 指压胶脱落、指压胶部位生锈<br>筋等),车身指压胶数量不多于 6 处;b.指压密封孔不大于<br>8mm;c.指压胶应用在涂装电泳后工序。<br>侧围与翼子板搭接处间隙大形成一<br>将侧围 A 柱与翼子板上部搭接处钣金增加高度为 4~5mm 的方<br>个空间高度为 12mm-14mm 左右的空<br>7<br>形凸台,并且增加膨胀胶块(材质与夹胶板相似)对此位置进<br>腔且周围没有任何安装点,造成此位<br>行填充,消除晃动。<br>置搭接旷动并且行车中出现异响<br>a.对零件装入性进行校核,避免装入时干涉,重要部位有门槛<br>梁装配、机舱总成与地板总成装配、侧围总成与车身下部总成、<br>8 零件装配干涉<br>后背门内板总成与外板;b.焊接校核:重点排气管吊挂影响地<br>板焊接、U 型件开口宽度等 c.安装工具校核,重要部位铰链装<br>配、黑漆件装配。<br>对运动件进行间隙校核,满足运动间隙报告要求,重点考察过<br>9 零件运动干涉<br>关、过开校核,主要运动件包含发动机罩锁及开启手柄、安全 钩、车门、发动机罩、后背门、限位器、玻璃升降器,校核需<br>包含标准件。<br>10 后门开启时与车身 B 柱型面干涉<br>侧围 B 柱进行变更,间隙由原来 2.59mm 改为 4.62mm,设计 进行运动校核时考虑安装及制件公差。<br>11 机盖锁开启扳手与机舱盖干涉<br>改变手柄尺寸,使周边间隙增大到 8mm。<br>CHB022 机盖关闭状态有旷动量,且 胶堵布置距发动机罩锁距离较大, 在发动机罩锁处增加两个<br>12<br>与中网间隙大<br>胶堵。<br>13 CHB041 发动机盖总成失效问题<br>增加发动机盖锁俩侧 CAE 刚度分析,增加挡风胶条,造型避免 兜风特征出现。<br><br>
[整理]k01白车身GM28工况分析报告减重20151027.
K01设计开发项目
白车身GM28工况分析报告
(☑初版/□更改)
重庆迪科汽车研究有限公司
二〇一五年十月
1.数据记录
✧初始模型
白车身(BIW)
✧更改情况
减重后
2.分析内容
白车身GM28工况分析
3.模型简述
✧使用软件
前处理:Hypermesh;求解器:Radioss
✧建模过程
网格划分
白车身结构可分为五个总成:顶盖、地板、侧围、后围和前围,依次对各总成进行有限元模型的建立,再将其焊接为一整体。建立白车身有限元模型的步骤包括几何模型分析、几何清理、模型简化、网格划分、单元质量检查、设置材料和单元属性、各部件焊接等。
由于白车身主要是由大的钢板覆盖件组成,其厚度尺寸远远小于其他尺寸,故白车身网格选用PSHELL的壳单元形式。采用各总成逐个划分、连接,再总装的方式进行整车的有限元建模。据工程实践和硬件条件,选取有限元网格的大小为8mm。
白车身各部件连接
白车身大部分零部件是薄板冲压件,各零部件之间主要是通过焊接工艺实现连接,本次运用了点焊、缝焊等。根据所提供的焊点图,在Hypermesh中通过运用spot-weld单元来把各板件焊点位置的节点连接起来,以此来模拟实际的焊点。焊点材料选用08AL,焊点直径为7mm。焊接完成后,焊点周围单元的质量可能会变差,通常需要对这些单元进行重新划分。有限元焊接结果如图3.6所示
图3.6 有限元焊接效果图
由于工艺和部件性能的要求,在顶盖与顶盖横梁处,运用了粘胶连接。本次分析采用了软件的粘胶连接来实现这些有限元部件的连接,通过这样的处理能更好的模拟结构的实际性能。有限元粘接效果如图3.7所示。
SUV白车身扭转刚度的分析与优化_熊辉
向沿正负 Z 向。
白车身扭转刚度理论计算公式为:
KT=
T φF-φR
(1)
式中:KT———白车身整体扭转刚度,N·m(/ °);
T— ——加载时的扭矩,N·m;
φF,φR———前后部扭转角,(°)。
考虑到设备加载零飘带来的影响,通常采用式(2)
图 4 门槛加强板模型图
将各个零件建模并通过连接和装配获得整个白车 身有限元模型。其中部件连接主要采用焊接方式,建模 模拟采用全耦合方式。按照设计装配顺序表进行组装, 建立整个白车身的模型,如图 5 所示。
图 1 承载式 SUV 白车身骨架系统图
弯曲刚度可用车身在铅垂载荷作用下产生的挠度 大小来描述,或者用单位轴距长度最大挠度量评价。扭 转刚度可以用车身在扭转载荷作用下产生的扭转角大 小来描述,或用单位轴距长度轴间相对扭转角评价[1]。
白车身扭转刚度试验约束方法:约束白车身前保险 杠中间处,保证约束点 Y 坐标的值为 0,约束该点 Z 向 的平动自由度(ΔZ)。约束白车身后左右弹簧座 X,Y,Z 3 个方向的平动自由度(ΔX,ΔY,ΔZ),如图 2 所示。
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 17 870 N·m(/ °),提升量为 4 021 N·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。
白车身强度台架试验方法及疲劳寿命的研究
摘要
车身是汽车的主要承载部分,是乘员的活动空间和货物的存放空间,对于承载式车身而言是悬架部件、底盘部件和车身附件的安装基础,也是承受各种交变载荷的关键部分,因此车身的结构性能十分重要。目前车身强度的评价基本上都是建立在台架试验和道路试验相结合的基础上的。其中台架试验方法及评价体系没有统一的规范,都是汽车企业经过多年的积累自行制定的,属于企业的内部规范和核心机密。所以形成符合企业自身实际情况的车身强度台架疲劳试验方法和评价体系对企业开发新的车型是非常必要的。
本文研究的目的就是通过比较某微型汽车车身台架试验应力分布趋势和疲劳寿命分析总结出关于车身强度台架试验方法的一些规律和结论,从而指导汽车车身台架试验方法和评价体系的建立。本文研究的整个技术路线是:通过多体动力学软件ADAMS将施加在悬架上的载荷等效到车身上;将其作为有限元分析的边界条件计算出车身的应力分布和疲劳寿命;根据计算结果进行实际应变测量;比较台架试验和计算分析得到的车身应力分布趋势和疲劳寿命,得出关于车身强度台架试验方法的一些规律和结论。
通过本文的研究,总结出了车身强度台架试验方法中关于中车身夹持的位置、载荷施加的方式、载荷施加的大小和载荷施加的频率等核心问题一些规律和结论,对车身强度台架试验方法和评价体系的建立有一定指导意义。
关键词:车身,有限元,试验方法,应力,疲劳寿命
ABSTRACT
Body is the most important component to support the vehicle,and it is the base of the suspension,chassis and accessories.Meanwhile,it is the key component of enduring the alternating load.So the intension of body is very important.At present, the estimate methods of body intension are bench test and road test.However,there have no unitive criterion,and the test methods were established by automobile manufactures with abundant experience and longtime accumulation.Therefore, establishing the own test methods of body intension is necessary to development of new vehicle for automobile manufactures.
白车身结构介绍
碳纤维复合材料具有高强度、高刚度、轻量化的优点,是未来白车身发展的方向之一。碳 纤维复合材料的应用可以提高车身的抗冲击能力和碰撞安全性,同时能够降低车身重量, 提高燃油经济性。
制造工艺的改进与创新
01
激光焊接工艺
激光焊接工艺具有焊接速度快、焊缝质量高、变形小等优点,广泛应用
于白车身的制造。通过激光焊接工艺,可以实现不同材料之间的连接,
总装工艺是白车身制造的最后一道工序, 也是最为关键的环节之一。它涉及到将白 车身与底盘、动力系统、电气系统等其他 零部件进行组装,形成一个完整的汽车。 在这个过程中,需要保证各个零部件之间 的协调性和匹配性,确保车辆的整体性能 和安全性。
05 白车身性能测试与评价
刚度与强度测试
刚度测试
刚度是衡量白车身抵抗变形能力的指 标,通过在车身不同部位施加压力或 扭力,测量车身的形变量,以评估其 刚度性能。
强度测试
强度测试包括静态强度和动态强度测 试,通过在白车身的关键部位施加一 定强度的载荷,观察车身是否发生断 裂、屈服等现象,以评估其承载能力。
碰撞安全性测试
正面碰撞测试
模拟车辆在正面碰撞时的情景, 通过测量碰撞后的车辆性能、假 人伤害值等指标,评估白车身在 碰撞时的安全性能。
侧面碰撞测试
模拟侧面碰撞事故,评估白车身 在侧面碰撞时的抗变形能力和对 乘员的保护能力。
汽车白车身结构介绍
汽车白车身结构介绍
汽车白车身概述
汽车白车身,即不带上车身颜色的车身,是指车身骨架及外壳的基础结构。白车身的制造流程决定了车身结构的稳定性和安全性,同时也对车身的外观和驾驶体验有着重要影响。本文将对汽车白车身的主要结构、制造材料和优缺点进行介绍。
汽车白车身结构
汽车白车身的结构包括底盘、悬挂系统、车轮、车体集成、车门、车窗、车顶和尾灯等部分。其中,底盘和悬挂系统是车身结构的主要组成部分。底盘是车身的支撑结构,通过底盘上的框架和横梁确保车身的结构强度和稳定性。悬挂系统则起到缓解道路震动和保障车辆平稳行驶的作用。
车体集成是指车身的整体结构,包括车顶、车门、车窗和尾灯等部分。集成结构设计主要考虑的是车身结构的稳定性和安全性,同时也考虑到车身外观和车内空间的平衡。
汽车白车身制造材料
汽车白车身的制造材料主要包括钢铁、铝合金和碳纤维等。钢铁是传统汽车白车身的主要制造材料,其优点是价格便宜、机械强度高、易于加工和焊接。然而,钢铁的缺点也很明显,主要包括重量大、抗
腐蚀性能差和车身刚性难以优化等。因此,钢铁逐渐被更轻量化的铝
合金和碳纤维等材料所取代。
铝合金具有重量轻、强度高、安全性好的优点,同时也具有优良的
抗腐蚀性能。铝合金可以通过冲压和铸造等工艺制造,因此在车身结
构设计方面有更多的自由度。然而,铝合金的缺点是材料成本较高,
同时也需要更高的制造难度和技术要求。
碳纤维具有重量轻、强度高、韧性好的特点,是目前最先进的汽车
白车身制造材料之一。碳纤维的制造需要涉及高技术和高成本,因此
应用范围相对较窄。同时,碳纤维在易碎性和耐热性等方面也存在着
白车身刚度简介
强度是抵抗塑性变形的能力,刚度是表示材料发生弹性变形的难易程度不同类型的刚度其表达式也是不同的,如截面刚度是指截面抵抗变形的能
力,表达式为材料弹性模量或剪切模量和相应的截面惯性矩或截面面积的乘积。
其中截面拉伸(压缩)刚度的表达式为材料弹性模量和截面面积的乘积;截面弯
曲刚度为材料弹性模量和截面惯性矩的乘积等等。
构件刚度是指构件抵抗变形的能力,其表达式为施加于构件上的作用所引
起的内力与其相应的构件变形的比值。其中构件抗弯刚度其表达式为施加在受弯
构件上的弯矩与其引起变形的曲率变化量的比值;构件抗剪刚度为施加在受剪构
件上的剪力与其引起变形的正交夹角变化量的比值。而结构侧移刚度则指结构抵抗侧向变形的能力,为施加于结构上的水平力与其引起的水平位移的比值等等。
当然,也可以将材料的弹性模量或变形模量理解为材料的刚度。
在白车身刚度建模对标分析中的应用
1 引言
现代轿车车身大多数采用全承载式结构,承载式车身几乎承载了轿车使用过程中
的所有载荷,主要包括扭转、弯曲等载荷,在这些载荷的作用下,轿车车身的刚度特性则尤显重要。车身刚度不合理,将直接影响轿车的可靠性、安全性、NVH 性能等关键性指标,白车身的弯曲刚度和扭转刚度分析是整车开发设计过程中必
不可少的环节。
本文通过和试验方案对比,提出了用于刚度分析的有限元模型前处理方法,通过将计算结果和试验结果对比,证明了前处理方法的合理性。
2 白车身结构刚度分析的前处理
2.1 白车身结构的有限元建模
根据企业内部标准,首先利用HyperMesh对白车身各部件进行网格划分,得到白车身的有限元模型,如图1所示。该模型主要由四节点和三节点的壳单元构成,
白车身刚度强度测定
白车身弯扭特性对普通乘用车的重要性
对车身NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能的影响
白车身弯扭特性对普通乘用车的重要性
车身是一个多自由度的弹性系统,在外界的激励作用下将 产生振动和无限多的固有振型,如果车身的整车刚度和局 部刚度不合适,将会产生共振,使人体不适应,还会带来 噪声和部件的疲劳损坏,破坏车身表面的保护层和车身的 密封性,从而削弱抗腐蚀性能。
试验对象载荷条件
a.发动机舱加载值F1=发动机质量+变速器质量+空调 质量 b.乘员舱加载值F2=1.8 X乘员舱最大载荷或者乘客质 量(60、120、180 kg) c.行李箱加载值F3=行李箱最大载荷。普通乘用车车 身弯曲刚度按乘员载荷加载测量约束见图3。
实验用传感器的选择原则
传感器应满足动态范围宽、工作频段宽、低频性能好、 灵敏度高、体积小、质量轻的要求。与传感器相连的 信号传输线要处于免受扭力,拉压力的作用,以保证 实验数据采集的准确度。
(1)弯曲加载位置 在弯曲工况时,普通乘用车车身的弯曲刚度测量的加载位置通 常有中央1点加载和按乘员、载荷加载2种方式 。 中央1点加载易于获得普通乘用车车身的弯曲刚度值,在简化情 况下可假定车身整体是一根具有均匀弯曲刚度的简支梁,用中 央1点集中加载的方法求得前后轴间的弯曲刚度值。该点可以是 前后轴中点连线的中间点、自车身质心、前座椅后横梁支承点 连线的中点。普通乘用车车身弯曲刚度中央1点测量约束见图2。
汽车白车身结构介绍(一)
汽车白车身结构介绍(一)
汽车白车身是汽车整车生产的重要环节之一,根据汽车白车身的结构
可以进一步优化汽车的安全性、舒适性和性能等方面。本文将对汽车
白车身结构进行介绍,包括白车身的主要零部件、材料种类、制造工
艺等方面的内容。
一、白车身的主要零部件
汽车白车身的主要零部件包括车门、车厢、引擎罩、车身框架等。其
中车门就是车门板、车门骨架、门窗玻璃、门把手等零部件的总称。
车厢包括车顶、车顶骨架、尾门、后保险杠、车门内饰等。引擎罩是
指车辆前部的盖板,一般包括前盖板和机盖板。车身框架是车身的骨架,也是车身的重要结构,它可以承受汽车的载荷和防止车身弯曲变形。
二、材料种类
汽车白车身的材料种类主要包括钢材、铝合金、碳纤维和塑料等。钢
材是传统的白车身材料,它具有良好的强度和可塑性,但是重量较大,不利于汽车的燃油经济性。铝合金比较轻巧,强度比普通钢高,但是
成本较高。碳纤维是一种轻质高强度的新材料,具有良好的抗腐蚀性
和耐热性,但是成本过高。塑料轻便且成本较低,但是不够坚固,不
适合用于汽车白车身的高负荷承载部分。
三、制造工艺
汽车白车身制造工艺主要包括焊接、铆接、胶接、粘接等。焊接是最
常用的汽车白车身制造工艺,但是它易产生热裂纹、变形等质量问题。
铆接比焊接更加精密、美观,并且不易引起变形。胶接是利用特殊胶
水将两个材料粘接起来的方法,这种方法不会产生金属腐蚀和热影响。粘接则是利用特殊胶水或者泡沫材料将各个部位粘合在一起,这种方
法可以提高汽车白车身的实际强度。
综上所述,汽车白车身是汽车制造过程中的一个重要部分,通过材料
汽车车身结构的强度与刚度分析
汽车车身结构的强度与刚度分析汽车的车身结构是保证安全和性能的基础之一。车身的强度和刚度
对汽车在碰撞、行驶和悬挂系统上承受的力量和压力至关重要。本文
将分析汽车车身结构的强度和刚度,并探讨对车辆性能和安全的影响。
一、强度分析
汽车车身的强度是指其在受到外部力量作用下不发生破坏的能力。
强度分析需要考虑车身所承受的各种载荷,如碰撞、颠簸、悬挂系统
的负载等。其中,碰撞是最重要的考虑因素之一。
1. 碰撞强度分析
碰撞是指车辆在发生事故时所受到的撞击力。车身的碰撞强度取决
于车身所采用的材料、结构设计和制造工艺等。高强度钢材料的运用
可以提高车身的碰撞强度,并减少碰撞事故对乘车人员的伤害。
2. 抗压强度分析
抗压强度是指车身在受到压力作用下不发生破坏的能力。汽车行驶
中会受到来自地面的压力,而高强度材料和合理的结构设计可以提高
车身的抗压强度,确保车辆在不同路面条件下的稳定性和安全性。
二、刚度分析
汽车车身的刚度是指其抵抗形变的能力。刚度分析需要考虑车身在
行驶过程中受到的扭转、弯曲和弯矩等力的影响。
1. 扭转刚度分析
扭转刚度是指车身在受到扭转力作用下不发生过大形变的能力。合
适的车身刚度可以提高汽车的操控性能和行驶稳定性。
2. 弯曲刚度分析
弯曲刚度是指车身在受到弯曲力作用下不发生过大形变的能力。合
理的材料选择和结构设计可以提高车身的弯曲刚度,从而提升汽车的
稳定性和乘坐舒适性。
3. 弯矩刚度分析
弯矩刚度是指车身在受到弯矩力作用下不发生过大形变的能力。弯
矩力通常来自于车辆行驶过程中的颠簸和不平路面,因此,合适的刚
度设计可以提高车身的抗颠簸性能和悬挂系统的工作效果。
白车身结构(图文详解)
白车身结构
编制:陈 峰
校对:
审批:
�一般来说,车身包括白车身及其附件。
�白车身通常指已经装焊好但尚未喷漆的白皮车身(Body in white),包括翼子板、发动机盖、车门、行李箱盖或背门等装配件。
�按承载形式之不同,可将车身分为承载式、非承载式和半承载式三大类。
�承载式车身的特点是没有车架。车身由底板、骨架、内外蒙皮等组焊成刚性框架结构,整个车身构件全部参与承载,所以称为承载式车身。
�非承载式车身的特点是有独立的车架。车身用弹簧或橡胶垫弹性地固定在车架上,承载地主体是车架,车身只承受所载人员和行李的重量。
�半承载车身的结构与非承载式车身基本相同,也是属于有车架式的。它们之间的区别在于:车身和车架的连接不是柔性的而是刚性的连接。
�一般轿车都采用承载式车身结构;货车与某些高级轿车采用非承载式车身结构。后面的论述都是针对承载式车身而言。
�承载式车身,由于整个车身都参与承载,强度条件好,可以减轻车身的自重。因无需车架,地板高度和整车高度可降低,有利于提高轿车的行驶稳定性和上、下车的方便性。
�承载车身的缺点是:来自传动系和悬架的振动和噪音直接传至乘客室,而乘客室本身又是易于形成空腔共鸣的共振箱,严重影响乘坐的舒适性,必须采用大量的隔音防振材料,使成本和质量增加。另外,车身改型困难,损坏后修复难度大。
�某些轿车为了便于安装发动机和传动系统以及为了改善安装点部位受力状况和乘员舒适性而采用副车架结构。副车架通过软垫直接连接到车身上。副车架可在前、后端都加装或仅在前端加装(后者也称短车架或部分式车架)。
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目录
1.分析目的 (1)
2.使用软件说明 (1)
3.模型建立 (1)
4 边界条件 (3)
5.分析结果 (3)
6.结论 (21)
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、0.8g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 optistruct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3.1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
图3.1 **白车身CAD以及有限元模型
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 3.4%
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3.2)用质量点单元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3.2。
表3.2 **白车身附加质量及质心
序
部件质心坐标(X,Y,Z),mm 质量,kg 号
1 发动机和变速箱1036.0,-24.0,187.7 130
2 燃油箱1958.9,258.4,54.0 34
3 备胎3525.8,94.8,22.2 12
4 散热器-64.2,0.70,350.4 2.5
5 蓄电池1061.903,-456.199,270.094 10
6 前门总成813,±731,671.3 23/23
7 中门总成1763.3,±733.8,649.7 25/25
8 后背门总成3627.1,0,918.7 27
9 发动机罩总成-66.9,0,787 6.5
10 主、副驾驶座椅及乘员1195,-295/320,616 87.5/87.5
11 二排座椅及乘员质量、质心2048.457,-166.498,589.908 164
12 三排座椅及乘员质量、质心2896.054,0,617.012 243
13 仪表台质量、质心475.8,13.3,813.8 5
14 行李3341.6,0,421 225
15 白车身质量1769.404,-0.7,552.975 309
16 整车满载状态质量参数1858.4,-3.7,497.8 1810
图3.2 **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(工况6)。载荷如表4.1所示。
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0.8g;-Z向1g 满载
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
5.1满载工况:
车身应力
云图
**前轮壳和前地板
**后轮罩
**顶盖和后背门框
**后地板**横梁
**纵梁
5.2制动工况
车身受力
云图
**前轮壳和前地板
**后轮罩
**顶盖和后背门框
**后地板
**横梁
**纵梁
5.3转弯工况
0.8g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
**后轮罩
**顶盖和后背门框
**后地板**横梁
**纵梁
5.4右前轮抬高150mm
车身受力
云图
**前轮壳和前地板
**后轮罩
**顶盖和后背门框
**后地板**横梁**纵梁
5.5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
**前轮壳
和前地板