车身后减振器安装点动刚度优化设计

摘要：某公司上市车型在研发过程中，将后轮减振器铝骨架更改为铁骨架，导致车身后减振器安装点动刚度下降低于目标
值。

文章针对这一问题的分析解决过程进行了详细描述，列举出解决问题过程中的3个方案,3个方案均对后轮罩结构进行
合理的优化，其中方案1与方案2对整体动刚度的提高效果微弱，方案3通过增加结构整体连接性、增大零件尺寸及对零件
增加侧翻边等方法提高了该安装点的动刚度，对后续车型的该处结构设计具有指导意义。

关键词:安装点;动刚度;后轮罩;结构优化
Optimization of Dynamic Stiffness for Body Mounting Point of Rear Shock Absorber
Abstract ： In the research and development process of a company's listed vehicle, due to changing the material of the rear wheel shock absorber framework, the dynamic stiffness of the mounting point of the body rear shock absorber decreased, which
was lower than the target value. In this paper, the analysis and solution process of this problem is described in detail, and three solutions are listed in the process of solving the problem. The three solutions all optimize the structure of the rear wheel housing
reasonably. Among them, the improvement of the overall dynamic stiffness of scheme 1 and scheme 2 is weak. The scheme 3 improves the dynamic stiffness of the mounting point by increasing the overall connectivity of the structure, increasing the size of the parts and increasing the side flanging of the parts, which has a guiding significance for the structural design of the
subsequent models.
Key words : Mounting point; Dynamic stiffness; Rear wheel housing; Structural optimization
动刚度要求在动载荷作用下构件应有足够抵抗变 形的能力。

对于汽车来说,车身动刚度不足会对整车乘 坐舒适性和车身结构件的疲劳寿命产生十分不利的影 响［1］o 动刚度对车内乘坐舒适性的影响主要体现在
NVH O 动刚度不足易引起车身结构的共振，继而通过座
椅、方向盘、后视镜等传递振动，同时产生车内噪音，引 起不适［。

因此，对车身动刚度提高的研究具有重要的 意义。

文章描述了某公司上市车型研发阶段，车身后减
振器安装点动刚度不足问题的解决过程，对提高车身 后轮罩动刚度工作提供指导。

1问题描述
将后轮铸铝减振器骨架更改为铁质骨架，由于材
质更换导致质量增加，引起车身后减振器安装点动刚 度下降,！向低于目标值5 002 N//m 。

表1为铸铝骨架 的后减振器安装点动刚度。

表2为铁质骨架的后减振
器安装点动刚度。

表1铸铝骨架的后减振器安装点动刚度
N/mm
减振器
方向
50-100 Hz
100-150 Hz
150-200 Hz
200-250 Hz
评价结果
目标
X 向
24 334
3 70347 073
70 41847 791.6010 000
右后!向
5 2338 857
13 8548 341
9 838.905 000Z 向
6 854
9 26716 74612 61212 272.905 000X 向21 57233 57839 64061 83342 672.50
10 000
左后!向
3 773
4 964
8 083
8 239
6 763.105 000Z 向
7 2318 25412 81821 03913 356.40
5 000
-30
-
表2铁质骨架的后减振器安装点动刚度N/mm
减振器方向50〜100Hz100〜150Hz150〜200Hz200〜250Hz评价结果目标
X向11011141161302813875134406.8010000
右后"向30213968404629133580.205000 Z向6(3772851001575098126.405000
X向1195415359144311617714985.5010000
左后"向24883099420543913757.305000 Z向550155749988144419551.005000
2解决过程
2.1问题分析
优化过程中以汽车后轮罩结构整体作为优化对象,白车身右后轮罩结构如图1所示。

对车身模态计算发现在后减振器安装点轮罩结构区域有较大的应变变形,初步判断该处车身结构刚度不足或刚度连接不足导致后减振器安装点刚度较低，尤其是"向刚度的连接。

因此，从3个方面对后轮罩进行结构优化设计来提高该车型后减振器安装点的动刚度［：1）后轮罩结构整体增加连接点;2）增加后减振器安装板、外轮罩加强板尺寸;3）增加后轮罩整体加强筋高度,平缓急剧变化的结构,以减少应力集中,零件做翻边设计。

外轮罩
安装板
a车身外侧右后轮罩结构b车身内侧右后轮罩结构
图1白车身右后轮罩结构
2.2方案1
增强外轮罩、加强板与后减振器安装板的连接，增加4个焊点；优化局部结构,包括增加加强板筋的深度1mm,平滑弧面结构。

更改对比如图2所示。

增加焊点4个,局部形态改变
a更改前b方案1
图2方案1更改前后右侧结构对比
图3为更改前后右侧后减振器安装点"向动刚度CAE仿真对比曲线。

其中蓝色线为结构更改前动刚度计算结果曲线，红色线为方案1计算结果曲线。

通过曲线可知方案1右侧后减振器安装点"向动刚度结果下降。

方案1没有提高动刚度,故不采用该方案。

5000
1000
500
50000
90130170210250
频率/Hz
方案1更改前后右侧后减振器安装点
!向动刚度CAE仿真对比曲线
50
图3
2・3方案2
在方案1的基础上延长后减振器安装板尺寸，并与外轮罩点焊连接;延长内轮罩外板加强板尺寸，吏其下部与外轮罩点焊连接，曾加焊点7个。

如图4所示。

尺寸增大，增加焊点3个
a方案1车身外侧右后轮罩结构b方案2车身外侧右后轮罩结构
尺寸增大,增加焊点连接3个
c方案1车身内侧右后轮罩结构d方案2车身内侧右后轮罩结构
图4方案2更改前后右侧结构对比
图5为更改前后右侧后减振器安装点"向动刚度CAE仿真对比曲线。

其中蓝色线为结构初始动刚度计算结果曲线,绿色线为方案2计算结果曲线,红色线为过往车型相同状态下该点计算结果曲线。

结果显示,"向动刚度在55-100Hz、150-220Hz有提升，在100-150Hz提升微弱。

因此不采用该方案。

-31
-
2 000 N/mm O
0 000
* 500
7 0005 5004 000
2 5001 00$0
100
150
200
频率/Hz
250
图5方案2更改前后右侧后减振器安装点
!向动刚度CAE 仿真对比曲线
增加焊点2个
尺寸增大，增加焊点1个
1
3
案 方2.4 方案3
在方案2的基础上，将减振器安装板两侧，做约
1 mm 的翻边，增加焊点3个，并更改局部形态,增加
加强筋的深度4 mm,增大零件尺寸。

更改对比如图6 所示。

图7为更改前后右侧后减振器安装点!向动刚度
CAE 仿真对比曲线。

其中蓝色线为结构初始动刚度计
算结果曲线,绿色线为方案3的计算结果曲线。

表3为 方案3的右侧后减振器安装点动刚度。

通过方案3,右
侧后减振器安装点！向动刚度提升约852 N/mm,提高
图6方案3更改前后右侧结构对比
图7方案3更改前后右侧后减振器安装点
!向动刚度CAE 仿真对比曲线
表3方案3右侧后减振器安装点动刚度
N/mm
减振器
方向
50〜100 Hz 100〜150 Hz
150〜200 Hz
200〜250 Hz
评价结果目标
X
向17 6552* 01126 175
29 3**
26 837.7010 000
右后
!向
3 620
4 634
5 0943 *404 432.40
5 000Z
向* 2789 11714 095
11 149
11 136.10
5 000
3结论
文章基于某款车型因铝减振器骨架更改为铁骨架
导致安装点动刚度不足问题，对标车身结构性能较高 的几款车型，进行以上3个方案的结构优化，得出如下 的结论:1)增加轮罩整体的结构连结性，使整体更加紧
密，能有效地将减振器带来的振动均匀传递到车身上， 提高车身的刚度，继而提高整体结构的动刚度;2)增大
后减振器安装板、外轮罩加强板尺寸，使其与车身侧围
板连接，增大了后轮罩与侧围的接触面积，利于力的传 递;3)零件侧翻边能够有效提高零件的刚度，在对于提 高动刚度问题其他优化方法敏度较低［的情况下，如若
满足工艺、空间布置等条件，可以考虑进行侧翻边的结
构优化。

上述结论能够在后续车型的该处车身结构设 计中起到指导作用。

参考文献
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［王宇，潘鹏，辛丕海.动刚度分析在车身NVH 性能方面的研究与应
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(收稿日期：222602-23)
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