白车身平台刚度优化设计
轿车白车身扭转静刚度试验平台约束方案设计与开发
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实
验
技
术
与
管
理
第 ２ ９卷
第 １ 期
２１ ０ ２年 １月
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ＣＮ １ — ２ ３ ／ １ ０ ４ Ｔ
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌＴ ｅ ｈ ｏｌ ｇ ｎ ａ ａ ｍ ｅ ｔ ｐ ｒｍ ｎ ａ ｃ ｎ ｏ ｙ ａ ｄ Ｍ ｎ ｇｅ ｎ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ １ Ｊ ｎ ２ １ １２ ． ａ ． ０ ２
轿 车 白车身扭转静 刚度试验平 台约束方案设计 与开发
邓 承 浩 ，范 子 杰 ，桂 良进
（ 华 大 学 汽 车 节 能 与安 全 国 家重 点 实验 室 ， 京 １ ０ ８ ） 清 北 ０ ０ ４
摘 要 ： 了确 保 轿 车 满 足 安 全 性 和 舒 适性 方 面 的要 求 ， 车 型研 发 期 需 要 对 白车 身 扭 转 静 刚 度 进 行 测 试 。 为 在 测 试 白车 身 扭转 静 刚 度 时 ， 首 先 约 束 白车 身 ， 模 拟 真 实 驾 驶 环 境 施 加 外 载 荷 。约 束 方 案 的 选 择 非 常 重 应 再 要 ， 保 证 在 对 白车 身 施 加 外 载 荷 时 ， 束 装 置 不 会 对 白 车 身 的变 形 造 成 影 响 。通 过 分 析 理 论 约 束 模 型 ， 应 约 提
基于CAE仿真技术的白车身动刚度分析优化
AUTO TIME43FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨时代汽车 基于CAE 仿真技术的白车身动刚度分析优化吴亚萍1 秦丽萍２ 曾乐彬２1.上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 5450072.湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司 广西柳州市 545007摘 要： 人们对汽车车内噪音舒适性评价越显关注。
车辆的NVH 性能正在成为汽车开发过程中的最重要指标，白车身动刚度作为NVH 性能关键指标之一，具有重要意义。
本文以某车型为研究对象，阐述了白车身动刚度基本分析过程，并选取后悬减震器接附点动刚度为优化对象，通过CAE 仿真技术，识别后悬减震器接附点动刚度不足的主要原因并进行优化，实现了该车身NVH 性能提高。
关键词：NVH 动刚度 模态分析 ODS 诊断1 引言随着车辆普及及国民经济发展，人们对汽车车内噪音舒适性越来越关注。
各车企对汽车的NVH 性能开发也越显重视，NVH 性能成为了汽车市场竞争力的关键因素。
NVH 是指噪音Noise、振动Vibration、舒适性Harshness。
汽车NVH 特性是指在车身振动和噪音的作用下，乘员舒适性主观感受的特征。
它是人体听觉、触觉以及视觉等方面的综合表[1]。
车身分析为整车路噪分析的基础。
车身承受着各子系统结构，以及来自车路面激励及各装置系统的各种载荷激励。
车身结构分析是NVH 性能分析的基石，车身结构对整车性能有着重要影响。
白车身动刚度分析是车身分析的重要指标之一，动刚度性能的好坏体现了汽车系统隔振性能的优劣。
如果车身上关键接附点动刚度不足，容易引起车身结构振动，引起结构声传递大问题。
所以车身关键接附点的动刚度分析显得非常重要。
本文以某车型分析研究为例，阐述了白车身关键接附点动刚度的分析过程。
通过有限元建模，模态分析及模型校对，关键接附点动刚度仿真分析等CAE 仿真技术确定车型动刚度状态，其次针对后悬减震器接附点动刚度不足问题，通过ODS 工作变形分析，应变能分析等手段进行原因分析优化。
轿车白车身优化设计研究
５
２ 轿 车 白 车身 灵敏 度分 析
车身 的结构决 定着 它的力 学特性 如果 想要使 其 低 阶频 率提 高 ．就需 要加强 一些部 位 做 到这 一
点 ． 常 可 以想 到 三种 途 径： 是 改变 所 用 的材 料 ． 通 一
束 和力． 使其 处 于 自由状态 进行 必要 的参 数设 置后 ．
在 汽车结构设 计 中 ． 结构 的数学模 型确定 后 ． 为
了使结 构 的动 态特性 （ 某 阶固有频 率及振 型１ 足 如 满 预定的要 求， 常常会要 求对结 构作一 定的修 改 。 即使
是车身 焊接总成 中的一个 较为 简计参 数可供 调整 为 了确定 何种方 案最 为有效 ．分 析各个 结构 参数 或
可 以 选 择 厚 度 变 化 对 抗 扭 灵 敏 度 大 的钣 金 件 ． 左 后 如
为 刚 度 矩 阵 中与 Ｅ 和 ｈ无 天 的 部 分 ： 是 对 应 厚 度 为 ｈ 西
的单 元 ｅ的分 量 组 成 的 特 征 向量 ： 是 ２ ｘ ４的 矩 阵 ．是 质 ４２ 量 矩 阵 中 与 ｈ无 关 的部 分 。
（ 或变化 率 ） 十分必要 的 这 就是 所谓结 构动态 特 是
性的灵 敏度分析
２ ３ ４
３ ．３ ７５ ７ ４ ９ ２． Ｏ ４ ．４ ４４ ７ ４ ．ｏ ８０ ２
３ ．ｌ ７３ ４ ３１ ｌ ４． ３６ Ｏ ４ ．７ ７０
底板 、 顶盖 弯 曲 整 车 一 阶 弯 曲 顶 盖 弯 曲 整 车 一 阶 弯扭
１ 轿 车 白车 身模 态 分 析
将 某轿 车车 身模 型进 行适 当的简 化．采 用 ４节 点 或 ３节点 空 间板 单元 Ｓ ｅ ６ ｈ ｌ ３进 行 有 限元 网格 划 ｌ 分．将车 身离 散划分 为 １８ １ １ 节点 ．０ ５ ９ ２ 个 ２ ２０ ６个 单 元 用刚性进行零部件 的连接． 到其有限元模型 采 得 （ 图 １ 对有 限元模型进行前处理。 见 ） 不施加任何 的约
基于HyperWorks的某轿车白车身刚度分析及优化
博士 ・ 专家论 坛
基 于 Ｈ ｐ ｒ ｒｓ的某 轿车白车身 刚度分析 及优化 ｙ ｅＷｏ ｋ
湖 北汽车 工业 学 院 张继伟 胡 花
［ 摘 要］ 本文以某轿车 白车 身为研 究对象， 用有 限元 分析软件 Ｈ ｐｒ ｒ 建立其有 限元模型 ， 对白车身的扭 转工况和弯曲工 使 ｙｅ Ｗｏ ｓ ｋ 再 况进行 分析 ， 并根据评价指标对该白车身的刚度进行 分析评 价， 出该轿车 白车身的扭转刚度满足 国外轿 车较 高设计要 求， 弯曲 得 但 刚度偏低 。然后对 白车身进行尺寸优化 ， 优化后 虽然扭转刚度有些减 小， 但增加 了弯 曲刚度 ， 小了白车 身质量， 减 达到 了在 白车身轻
如式 （ ： ４）
最大扭转载荷 Ｔ ０５Ｘ前轴最大负荷 ×轮距 ＝．
得：＝． Ｔ ０５×１０ ×９ １１ ． ８×１ ３ ： ８ ９８ Ｎ・ ． ３ ８ ０ ．７ ｍ ６
（） １
ＦＩ ＝． ８×乘客室负荷
得 ： ＝Ｉ Ｆ ． ８×７ ５×５ ． ６ １ Ｎ ×９８ ６ ５ ＝
扭
２
３ ４ ５ ６ ７ ８
９ １ １ １ ０ １ ２
转 角 ２． ２１ ９７ ３７ ０２ ６８ ３６ ９３ ５７ Ｊ７ ｆ４ Ｏ ｌ Ｉ６ ０７ ． ２ ２ Ｉ０ ｉ． ６ ｉ３ ８ ． ５ ３ ３ ２ ４ ８
／ （ ）
白车身扭转刚度计算公式为 ：
Ｇ ＝ ／ Ｊ Ｔ０ （） ３
一
图 １自车身有限元模 型
３白 车 身 刚度 分 析 ． ３１ ． 扭转刚度分析
其 中， Ｔ为扭矩 ； ０为轴间相对扭转角。 由 白车身 ｚ向扭 转变 形 图得 左 右前 悬架 座 的最 大 变形 分 别为 ６ ３ ｍｍ、． ２ ． ８ ６６ ｍｍ， ４ ２ 由公式（ ） ３ 和相关的数值 ， 计算 的自车身相对扭转 刚度 为 ：
某铝制物流车白车身刚度灵敏度优化分析
0前言为了应对日益突出的能源危机和环境污染，实现可持续发展，轻量化已成为汽车产业的发展方向之一。
由于车身质量占整车质量的40%~50%左右，因此车身是轻量化设计的关键总成[1-2]。
然而，在实际路况中，车身需要承受弯曲、扭转、颠簸、转弯、制动、驱动等各种载荷，因此，车身刚度性能设计的合理与否将直接影响到整车的可靠性、安全性、NVH等多方面性能[3-5]。
所以，如何在保证刚度的基础上实现轻量化是车身设计的重要课题。
此外，传统汽车多为钢制，铝合金因具有质轻、可塑性强、回收好等一系列优良性能而被广泛应用，目前越来越多的汽车采用铝制材料[6-8]。
然而国内铝合金车身的应用尚未成熟，文献中关于铝制汽车方面的研究也相对较少，因此对铝制白车身进行研究具有十分重要的意义。
作为轻量化设计的技术手段之一，灵敏度优化分析广泛应用于汽车概念设计及详细设计阶段[9-11]。
本文以某铝制物流车白车身为研究对象，建立有限元模型，在对初始方案进行刚度分析的基础上，以白车身质量最小为优化目标，以白车身弯曲刚度不低于目标值为约束条件，以白车身料厚为设计变量，得到弯曲刚度对车身料厚的灵敏度，对灵敏度大的车身料厚进行加厚处理，对灵敏度小的车身料厚进行减薄处理，最终得到优化后的车身料厚分布。
1灵敏度优化分析理论灵敏度是设计响应对设计变量的偏导数，反映出设计响应对设计变量变化的敏感程度[12-13]。
对于有限元方程：KU=P（1）式中，K为刚度矩阵；U为单元节点位移矢量；P为单元节点载荷矢量。
两边对设计变量X求偏导数：∂K∂X U+K∂U∂X=∂P∂X（2）则节点位移向量U对设计变量X的偏导数为：∂U∂X=K-1(∂P∂X-∂K∂X U)（3）一般来说，设计响应是位移矢量U的函数：g=Q T U（4）所以设计响应对设计变量的偏导数为：∂g∂X=∂Q T∂X U+Q T∂U∂X（5）由此即可求得目标函数和约束函数对设计变量某铝制物流车白车身刚度灵敏度优化分析杨珊，夏德伟，王雪飞（辽宁忠旺集团有限公司产品设计与应用研究所，北京100102）摘要：以某铝制物流车白车身为研究对象，通过建立有限元模型对其初始方案进行弯曲刚度和扭转刚度分析。
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
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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。
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。
某轿车白车身模态分析与优化
｛ （ ｙ ｆ ）＝ｆ ｘ Ｙ ｚ ｅ： Ｈ ， ，， ） ６（ ， ，） ｌ ｜ ＇
（） ３
其 中 ： ｑ 。 ，））为矢 量振 幅 ； ｛ （ ＇ｚ ｂ ， ∞ 简谐 运 动 的角 频 率 。将其 代人 （ ） 得 ： ２， 【 一∞ 】 ｂ ｅ ｐ ｉ ｉ ＝ ） Ｋ （ ｘ （ｔ Ｏ ） ｏ） （） ４ （） ５
果 精 确度 降 低 ； 删 去 对 整 体 性 能 影 响 不 大 的 小 部 ③
件， 但保 证 总体 白车 身质 量与 实际 质量 相差 不大 。 现代轿 车 多采用 全 承载式 车 身 ， 体骨 架结构 由 车
车体结 构件 及 覆 盖件 焊 接 而 成 】 白车 身 的焊 接 工 。
中 图分类号 ： ４ Ｕ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ — ４４ ２ ｌ ） ３ ０ ２ － ３ １ ６ ４ ｌ （０ １ ０ － ０ ６ ０ ０
Ｍ ｏ ｌａ ａ ｙБайду номын сангаасｉ ｎｄ ｏ ｉ ｉａ ｉ ｎ ｏ ａｒ ｓｂｏ ｙ—ｉ ｄａ ｎ ｌ ｓｓ ａ ｐｔｍ ｚ ｔｏ ｆｃ ｄ ｎ—ｗｈ ｔ ｉｅ Ｘｉ ａ ｙ ， Ｆ ｎ ａ ａ Ｚｈ ｏ－ ｉ ｅ ｇ Ｌ ｎ—ｆｎ ａ ｇ，Ｗ ａ ｇ Ｈｏ ｇ ｉｏ，Ｈ ｕ ｎ－ｂ ｎ ｎ －ｘａ ｉＹａ ｏ
Ａ ｓｒｃ：Ｆｎ ｅ ｍ ｎ ｍ ｄｌ ｎ ｙｉｔｅｒ ｉ ｄ ｃ ｓ ｄｂ ｅｙ． ｄｆ ｉ ｌ ｎ ｍ ｅ ｃｒ ｏｙ ｉ－ ｈｔ（ Ｉ ｂ ｔ ｔ ｉｉ ｅｔ ｏａ ａ ｓ ｏ ｉ ｕｓ ｒ ｆ ａ ｎｔｅｅ ｔ ｏ ｌ ｆ ａ’ｂ ｄ－ｎ ｗ ｉ ＢＷ） ａ ｔ ｄｅ ａｌ ｓｈ ｙ ｓ ｓ ｅ ｉ ｌ ｎ ｉ ｅ ｍｅ ｄ ｏ ａ ｓ ｅ
研 穷 与 分 析
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。
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作者：王宏宇来源：《科技创新与应用》2014年第15期摘要：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。
关键词：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。
轿车白车身概念设计阶段梁截面优化设计
第26卷第6期2010年12月机械设计与研究M achine D esign and R esearch V o.l 26N o .6D ec .,2010收稿日期:2009-12-30基金项目:国家863计划资助项目(2007AA04Z185)文章编号:1006 2343(2010)06 120 04轿车白车身概念设计阶段梁截面优化设计孔 敏1,郭永进1,刘 波2(1上海交通大学上海市数字化汽车车身工程重点实验室,上海 200240,E m a i:l guoy@j sjtu ;2.长安汽车工程研究院,重庆 401120)摘 要:轿车白车身刚度对整车的噪声、耐久性和安全性等都至关重要。
在以梁壳单元建立的白车身线框模型基础上,推导薄壁梁截面特性参数的计算方法,引入比例向量为截面形状变化参数和设计变量,通过对白车身刚度进行灵敏度分析,以质量为优化目标,弯曲和扭转刚度为约束,得出车身的优化方案,并进一步推导得出目标梁的截面形状优化结果。
优化结果表明,该方法能够在概念设计阶段为设计者提供有效的设计参考,缩短设计周期、提高设计质量。
关键词:白车身;刚度;截面形状优化;概念设计中图分类号:U 463.82 文献标识码:ACross Secti on Opti m i zati on for Thi n W all ed Bea mof Vehicle B I W i n Concept Design PhaseKONG M i n 1,GUO Yong ji n 1,LI U Bo2(1.Shanghai K ey L aboratory of D i g ita l Au t obody Eng i nee ri ng ,Shangha i J i ao T ong U niversity ,Shanghai 200240,Chi na ;2.Changan A uto m otive Eng i neer i ng Instit ute ,Chongqi ng 401120,China)Ab stract :T he stiff ness o f auto m o tive body i n wh ite (B I W )is essential to veh icle no i se ,durability and safety .In th i s paper ,an opti m iza ti on techn i que for th i n wa lled bea m cross secti on is propo sed .T he techn i que i ncl udes a w ire fra m e m ode l o f B I W ,response surface m ethod based bea m cross section character izati on ,ratio v ector i n troduced t o de scr i be the cross secti on shape change ,and stiff ness sensiti v ity ana lysis .T he opti m a l cross secti on is derived based on the ra ti o vector descri ption of beam cross secti on .Th is techn i que cou l d be used in t he au t om oti ve concept design phase to prov ide usefu l desi gn so l utions for B I W bea m cross secti on w ith better quality and sho rter ti m e .K ey words :B I W ;stiffness ;cross secti on shape op ti m ization ;concept desi gn轿车车身结构概念设计是一个涉及到多方面因素的综合工程设计问题。
白车身刚度设计原理介绍
白车身刚度设计原理介绍A柱，B柱，C柱，D柱、顶架以及结合点对整车的刚度起到十分重要的作用。
较弱的局部结合点会破环整车的刚度。
根据弯曲模型，确保A/B/C柱、上侧梁（Cantrail）以及平台（Platform）有良好的连结性。
车身框架（frame work）的设计标准：1.直梁，局部无弱化截面，横梁需要承载载荷。
2.尽可能使用封闭圆形或者矩形截面3.横梁连结处需要采用刚性耦合好的设计是直截面和刚性连接。
梁截面应承载载荷。
避免局部切口或其他减弱连结点，使结构效率最大化。
在重要的连结处采用可靠的截面，以避免在受到载荷时发生偏转和扭矩。
载荷需要加载在中性梁上，避免产生扭矩。
不要梁结构在面板上断开，因为这样会把力传递到关键区域并产生异响。
C柱内圈（C pillar inner ring）:从顶棚到衣帽架钣金处是连续的钣金面板连结。
C柱外圈：从顶棚到轮罩以及地板有良好的刚性连结，避免有应力集中。
图中断面12的断面是C柱区域，聪截面可以看出，C柱的截面尺寸较大并加有加强结构。
衣帽架横梁是一根连续的梁结构连结到侧梁。
当仔细观察衣帽架区域的Y0断面，可以发现：断面尽量是封闭截面。
如果不可避免的要加孔的特征，孔尽量是独立的，尺寸尽可能小，避免出现在前截面处。
如果孔必须出现在前截面上，可以通过增加额外的小支架增强局部的强度。
衣帽架区域：一个环形结构连结衣帽架钣金、轮罩和地板。
奔驰S级以及宝马7系还额外加了一块加强板。
通过观察顶棚Y0截面，可以发现截面的连接处都有加强结构。
通过观察行李箱环状钣金（trunk ring）环状部位，可以发现结构连续且强健，侧梁与行李箱环状钣金都有连接关系。
轿车白车身扭转静刚度试验平台约束方案设计与开发
轿车白车身扭转静刚度试验平台约束方案设计与开发邓承浩，范子杰，桂良进（清华大学汽车节能与安全国家重点实验室，北京 １０００８４）摘 要：为了确保轿车满足安全性和舒适性方面的要求，在车型研发期需要对白车身扭转静刚度进行测试。
测试白车身扭转静刚度时，应首先约束白车身，再模拟真实驾驶环境施加外载荷。
约束方案的选择非常重要，应保证在对白车身施加外载荷时，约束装置不会对白车身的变形造成影响。
通过分析理论约束模型，提出一种理想的约束方案，最后通过有限元方法进行分析，验证了此约束方案的合理性。
关键词：白车身；扭转静刚度；约束模型；有限元方法中图分类号：Ｕ４６７．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－４９５６（２０１２）０１－００６８－０３Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ａｂｏｄｙ－ｉｎ－ｗｈｉｔｅ ｃａｒ’ｓ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｔｅｓｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅＤｅｎｇ Ｃｈｅｎｇｈａｏ，Ｆａｎ Ｚｉｊｉｅ，Ｇｕｉ Ｌｉａｎｇｊｉｎ（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｒ’ｓ ｔｏｒｓｉｏｎ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｂｏｄｙ－ｉｎ－ｗｈｉｔｅ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｔｅｓｔｅｄ ｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｅｒｉｏｄ，ｗｈｉｃｈｈａｓ ａ ｄｉｒｅｃｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｏｎ ｃａｒ’ｓ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｃｏｍｆｏｒｔ．Ｗｈｅｎ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｏｒｓｉｏｎ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｃａｒ’ｓ ｂｏｄｙ ｓｔｒｕｃ－ｔｕｒｅ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ａｎｄ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｆｏｒｃｅ ｉｓ ｌｏａｄｅｄ ｏｎ ｉｔ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｄｒｉｖｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｃｏｎ－ｓｔｒａｉｎｔ ｍｏｄｅｌ ｃｏｕｌｄ ｎｏｔ ｅｆｆｅｃｔ ｂｏｄｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ’ｓ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗｈｅｎ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｆｏｒｃｅ ｉｓ ｌｏａｄｅｄ．Ａｎ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎ－ｓｔｒａｉｎｔ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｉｄｅａｌ ｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｈｏｕｇｈｔ ＦＥＭ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｏｄｙ－ｉｎ－ｗｈｉｔｅ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ；ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｍｏｄｅｌ；ＦＥＭ收稿日期：２０１１－０３－１８ 修改日期：２０１１－０７－２２作者简介：邓承浩（１９８６—），男，四川南溪，学士，研究方向：汽车结构分析与测试Ｅ－ｍａｉｌ：０５１８６７＠ｔｏｎｇｊｉ．ｅｄｕ．ｃｎ通信作者：范子杰（１９５８—），男，内蒙古土左旗，博士，教授，研究方向：汽车结构ＣＡＥ与多目标优化． 轿车白车身扭转静刚度是衡量整车力学性能的重要参数之一，白车身对整车的扭转刚度贡献值超过６０％［１］。
关于白车身强度分析及优化设计
关于白车身强度分析及优化设计摘要：先谈一谈车身强度分析的方法，而后提出基于强度要求的白车身设计方法，指出当悬架、副车架安装位置不同时，强度设计要点与方法有所不同，最后提出白车身强度优化技巧。
关键词：汽车；强度；应力；设计对于汽车来说，车身强度可以直接影响和决定汽车的结构强度，若车身强度不够，则容易导致汽车的整体结构受到影响。
在汽车行驶过程中，车身结构需要承受不同的荷载，且不能出现裂纹、塑性变形、损坏的问题。
如果在设计过程中存在车身强度不足的问题，则汽车行驶过程中较容易出现塑性变形，汽车的行驶安全与使用寿命随之受到影响。
也正是因为如此，在汽车设计中，必须高度重视车身强度分析及优化设计，充分确保汽车车身的强度。
本文较系统的探究了白车身强度及优化设计，现作如下的论述。
一、车身强度分析的方法车身强度分析十分重要和必要，必须始终视为车身结构优化设计的重点。
汽车的白车身可以承载多种工况下的整车重力与加速度，主要有右转、静止起步、垂直冲击、制动、左转。
在行驶过程中，各个零部件因为受力和大小的不同，为避免出现车身结构开裂、变形等风险，在早期的设计过程中便需要确保每一个零部件有足够的强度。
就车身强度分析的目的来说，最根本的目的是精准评估每白车身每一个零部件的运行情况，确保在各种工况下均可以安全平稳的运行。
若是评估结果低于零部件本身的强度，则表明车身强度不足，必须进行针对性的加强处理[1]。
目前来看，在车身强度分析中，主要是分析五种工况下车身零部件的受力大小，包括静止起步、垂直冲击、右转、制动、左转。
车身强度分析时，可以在ADAMS（机械系统动力学自动分析）里面计算并提取相关信息，关键信息是不同工况下前后悬架与减震器连接点的荷载。
考虑到重力场的作用，对轮心做好约束，并且要释放约束惯性。
在判断与分析白车身强度结果时，有最为基本和重要的一条准则，即白车身的最大应力不能超过其零件的屈服强度。
二、基于强度要求的白车身设计方法在分析白车身强度时，无论是哪一种工况，白车身所受到的力均是由悬架、副车架安装点向周边件传递的，所以悬架、副车架的安装部位受力最大，这一种力可以朝着焊接点向周边的零部件传递。
白车身弯曲刚度分析
白车身弯曲刚度分析规范前言本标准是为指导白车身的弯曲刚度分析而建立的，目的是通过其规范白车身弯曲刚度分析流程，并提高分析的一致性。
本规范是在过往分析应用的基础上总结形成。
本标准在内容和格式的编排上，符合产品开发体系版式标准的要求。
白车身弯曲刚度分析规范1 范围本标准规定了白车身加载边界条件和、结果的处理和评价方法。
本标准适用于乘用车、部分商用车白车身弯曲分析。
本标准不适用于重型卡车、皮卡类车型。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
无3 术语和定义3.1.本规范中的BIW是指焊接车身的本体部分，不包含通过螺栓装配在车身本体上的部分（车门、发动机罩、行李箱盖以及需要螺栓连接的翼子板、仪表板支持横梁以及焊接在车身上的固定铰链），如图1所示。
图1 BIW示意图3.2.BIP带前挡风玻璃的白车身（在白车身弯曲刚度分析中需要考虑前挡风框变形率时使用不带玻璃的白车身模型，其余窗框变形率使用带玻璃的白车身模型）。
4 白车身弯曲刚度分析4.1加载如图2所示，找出纵梁上位于前后约束在X向的中点位置，用rbe2抓取此位置对应地板上面100*100mm的区域，左右分别加载-Z 向1000N 。
图2 白车身弯曲刚度分析边界示意4.2 约束如图2所示，采用对称约束方式，左后悬反冲块123，约束右后悬反冲块13，左前悬反冲块23，右前悬反冲块3，其中反冲块区域应变rbe2抓取100*100mm 范围内的节点。
4.3 结果后处理4.3.1 刚度值由载荷作用线作一竖直方向的平面与左、右中纵梁底面相交，其与左、右中纵梁底面中线的交点为测量点，测量左侧交点沿Z 向的位移量ΔZ1 和右侧交点沿Z 向的位移量ΔZ2，计算出平均值Δ和刚度值K ，记录于表1 所示的表格中。
基于DOE的汽车白车身结构优化
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计基于DOE的汽车白车身结构优化荣升格 周俊锋 施帆君 胡骏奇瑞新能源汽车股份有限公司 安徽省芜湖市 241000摘 要： 汽车行业是我国国民经济的重要支柱产业之一，同时也是一个国家安全的关键因素。
随着经济的发展和人民生活水平的提高，汽车的保有量也在不断增加，人们对汽车的要求越来越高，因此，对车身的设计提出了更高的标准和更高的质量需求。
而DOE及轻量化在质量控制的整个过程中扮演了非常重要的角色，它是产品质量提高，工艺流程改善的重要保证。
关键词：DOE 汽车 白车身 结构优化1 引言目前，国内大多数的汽车生产企业都在采用以HBS(SUV)为核心的技术来满足用户的不同需要，但由于车身的结构形式的多样性，以及其性能的差异性，使得其在实际使用过程中存在着许多的问题与缺陷。
本文针对以上的现状进行研究，并结合国内外的相关理论，通过查阅大量的文献资料，分析出适合于白车身结构优化的方法。
2 研究综述2.1 研究背景随着汽车行业的发展和人们对汽车的需求量越来越大，汽车保有量的增长速度也在不断的加快中。
由于汽车的普及和道路建设的完善，以及城市交通的日益拥挤，导致交通事故的发生频率也在增加。
据有关部门的数据显示，我国每年因车祸造成的人员伤亡人数较多，并且死亡率高达30%。
因此，如何提高公路的使用效率，降低事故的发生率成为了社会的热点问题。
2.2 研究意义目前，国内大多数的汽车厂都采用的是传统的车身结构，即底盘的布置方式，这种设计的弊端就是容易使驾驶员产生疲劳感，从而影响到乘客的舒适度。
为了解决这个弊端，国内外许多的厂家开始着手改善车身的外形、色彩、发动机的运行性能等方面的优化工作。
对于白车身的改进，就需要对白车身进行优化，通过改变零部件的尺寸来达到减少碰撞的目的；同时，还可以根据不同的行驶环境来调整车型的大小与位置，以满足更多的人出行的要求；最后，还能够提升整车的安全系数，保证其具有良好的燃油经济性[1]。
某轻客白车身刚度灵敏度分析与优化
对 白车 身 进 行 单 元 离散 ，为 保 证 仿 真精 度 单 元 的 平均 尺寸 设置 为 １ ０ ｍｍ，辅 以 少量 的三 角形 单 元以
满 足高 质 量 网格 的过 度 需 要 ，但 三 角形 单 元 要 控 制在 ６ ％以 内。该 车 的连 接 方式 主 要是 螺 栓连 接 和 焊接 。螺栓 连接 采 用与 螺栓 直 径相 同的Ｂ ａ ｒ 单元 模 拟 ，点焊 采用Ｃ ｗｅ ｌ ｄ 单 元模 拟 ，二 氧化 碳保 护焊 采 用Ｒ ｂ ｅ ３ 单元 模拟 。规 定 整车 的纵 向 向后 为Ｙ轴正 方 向 ，整车横 向向右 为Ｘ轴 正方 向，整车 向上 方 向
为Ｚ 轴 正 方 向 。搭 建 好 的 该车 有 限 元 模型 如 图 １ 所
不 。
涨 ，这就 促 使 汽 车 企 业 需 要 在不 断 提 高 车 辆性 能
的 同时 ，进 一 步 降 低 油 耗 及 成本 ，轻 量 化 设 计 已
成 为 汽 车业 关 注 的焦 点 。 车 身作 为 占整 车 质 量 比
Ｆ ＥＮＧ Ｌ ａ ｎ ． ｆ ａ ｎ ｇ， Ｗ ＡＮＧ Ｈｏ ｎ ｇ — ｘ ｉ ａ ｏ， ＨＵＩ Ｙ ａ ｈ — ｂ ｏ， Ｘｌ Ａ Ｚｈ ａ ｏ — Ｙ ｉ
（ 河南工业大学 先进制造研究所 ，郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ７ ）
摘 要 ：在 白车身开发早期阶段 ，运用有限元仿真分析方法 ，在Ｎ ａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ 中对该车白车身进 行弯曲刚度 和扭转 刚度分析 。在白车身刚度分 析的基础上 对其进行灵敏度分 析与优化 ，最终 得到 在弯曲 刚度和 扭转刚度都达到设计 目标值的情况 下白车身减重 ２ Ｋ ８ ， 有效的控制 了分 析与优化 时间 ， 给车身的设计提供了指导。 关键词 ： 白车身 ；弯曲刚度 ；扭转 刚度 ；灵敏度 ； 优化 中图分类号 ：Ｕ ４ ６ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ （ 下） 一０ １ ０ ２ －０ ４
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。
白车身质量块安装点动刚度分析与优
上边梁外侧加强板 后立柱内板 后窗台侧板
前风窗下横梁上板
初始值 1.0 1.0 0.65 0.65 0.65 1.2 0.65 0.65 0.65
优化值 1.0
1.064 0.831 1.463 0.864 1.302 1.412 0.974 0.883
圆整值 1.0 1.0 0.8 1.5 0.8 1.2 1.4 1.0 0.8
图3暋副车架前支架安装点ipi曲线图4暋副车架后支架安装点ipi曲线图5暋发动机安装点ipi曲线图6暋变速器安装点ipi曲线图7暋发动机安装点y方向ipi曲线从图3图5和图6可以看出在30hz左右副车架前支架安装点发动机安装点和变速器安装点在z方向ipi曲线都出现了峰值并且大大超过了等刚度曲线
白 车 身 质 量 块 安 装 点 动 刚 度 分 析 与 优 化 ——— 高 云 凯 暋 汪 暋 翼 暋 林 暋 典 等
Keywords:mounting point;dynamicstiffness;inputpointinertance(IPI);size optimization; topologyoptimization
0暋 引 言
汽车的 NVH 性能是近年来备受关注的性能 指标。在车身结 构 中,一 些 关 键 的 质 量 块 安 装 点 是车身振动的重要来源。这些质量块安装点的动 刚度对车内振动 和 噪 声 有 着 巨 大 的 影 响,因 而 对 其动刚度进行分析和优化具有十分重要的工程意 义。文 献[1]建 立 了 评 价 动 态 特 性 的 速 度 频 率 响 应函数,利 用 Point Mobility 方 法 对 算 例 进 行 了 模 拟 计 算 ;文 献 [2]阐 述 了 质 量 块 安 装 点 动 刚 度 的 研 究 方 法 ,其 中 包 含 了 模 拟 计 算 与 试 验 的 对 比 。
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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：”。
在该型号的纯电动汽车中，将电池安装在地板下方前后排的座椅中间。
如图1所示，为该平台燃油车的下车体骨架和电池的匹配状态。
序号1代表在前座椅的前面安装横梁，序号2代表在前座椅的后面安装横梁，序号3代表后地板骨架横梁，序号4/5代表中央通道。
在纯电动汽车中因为要布置电池，对基础燃油车的下车体结构进行改造，如图2所示，就是某型号纯电动汽车的下车体骨架结构。
3 纯电动汽车白车身刚度情况纯电动汽车由于要布置电池，会对燃油车下车体的骨架结构造成破坏．而变动下车体的骨架结构会影响到纯电动汽车白车身刚度。
通过分析某型号纯电动汽车的扭转工况、扭转角度和弯曲工况、弯曲位移，得出纯电动汽车的扭转刚度与弯曲刚度。
扭转刚度Kt的计算公式是M/9。
在计算公式中，M代表转矩，共值为2000N-m。
而9等于0.221度，代表的是前减震器的对应测点所扭转的角度与后约束点在前方100毫米位置对应纵梁测点的扭转角度之差p]。
通过计算，可以得出扭转刚度为2000÷0.221=9049.8N-m/(。
)。
弯曲刚度Kb的计算公式是Ⅳs。
F代表弯曲载荷为6665N s代表最大变形为0.413mm。
通过计算，可以得出弯曲刚度为6665÷0.413=16138N/mm。
从表一中可以发现，该型号纯电动汽车的扭转刚度与弯曲刚度都没有达到目标要求，明显小于燃油车的水平。
4 纯电动汽车白车身刚度优化设计4.1 纯电动车白车身刚度弱化的原因纯电动车将燃油车作为变形基础，将某型号纯电动汽车作为例子对比分析其变动的结构，从而找到刚度性能出现弱化的原因。
在图la图中，展示了某型号基础燃油车的下车体骨架结构和动力电池的匹配状态，电池就被布置在图中长方形的线框中。
从图1、图2中可以看出来某型号基础燃油车的下车体结构主要在四个位置上和纯电动车的下车体结构有差别，即前座椅前横梁、前座椅后横梁、后地板骨架横梁和中央通道。
通过对比燃油车前座椅前横梁的截面尺寸和纯电动汽车前座椅前横梁的截面尺寸，发现前座椅前横梁和地板之间的闭合腔体截面积，某型号的纯电动汽车要远远小于基础燃油车。
而前座椅后横梁断面与后地板骨架横梁断面也是如此，纯电动汽车都要小于基础燃油车。
而图1中的4、5中央通道，由于布置了电池，由原本的1062mm降低到了3 91mm。
某型号纯电动车在下车体的电池位置没有纵梁结构，这主要是因为电池区域对中央通道产生了阶段。
而纯电动车的横梁都要比传统的燃油车弱，这主要是因为前座椅前后的横梁和后地板骨架的横梁断面面积都大幅度缩小，导致强度变弱，电池所在的位置出现整体偏软状态。
纯电动车由于布置了电池而使下车体结构性能被大幅度削弱，而电池所在位置的整体偏软则造成纯电动车白车身的刚度性能出现明显降低。
4.2 优化设计纯电动汽车的白车身刚度4.2.1 优化设计电池布置区域下车体结构的可能性要想使纯电动车的扭转刚度与弯曲刚度有显著提高，首先要优化纯电动车布置电池位置的下车体结构。
比如某型号的纯电动汽车，纯电动汽车为达到续驶里程的要求，无法缩小电池的空间尺寸。
如图3中的示意图，是某型号纯电动汽车动力电池和下车体的匹配状态。
在图3中的示意图中可以看出，前座椅前横梁、前座椅后横梁和后地板骨架横梁的截面无法在纵向方向朝下增大，同时前座椅安装在横梁上表面，所以前座椅前横梁和前座椅后横梁没有优化的空间。
而后地板骨架横梁是后排所坐假人的大腿区域，如果在纵向往上增大，会减薄后排座椅的坐垫，影响人机。
所以，纯电动汽车由于在空间上受限，在布置电池的区域中，没有加强梁结构的空间，优化设计只能考虑其他方面。
4.2.2 优化前减震器塔和后减震弹簧位置的可能性为了对优化方案进行分析，要研究CAE（计算机辅助工程）对刚度进行分析的工况。
在对扭转工况进行分析时，前减震器塔位置通过MPC对z方向的自由度进行约束，而后减震弹簧的位置左右分别对x、z方向和x、Y、z向进行约束：前减震器塔位置施加上一个转矩，共大水大概是2000N.mc3]。
在对弯曲工况进行分析时，从x、z向，XYZ向，Y、z向和z向约束固定前减震器塔和后减震弹簧位置。
而在前悬中心位置和后悬中心位置都施加上1500N弯曲载荷。
依据CAE（计算机辅助工程）对工况的分析，纯电动汽车白车身支撑点是后减震弹簧和前减震器塔，在左右四个位置上。
这四个位置都是直接的受力点，同时也是最大受力位置，并且也没有位于布置电池的区域，所以可以先从者四个位置加强结构。
4.2.3 具体优化措施分析某型号的纯电动汽车，优化车体右侧两个支撑点位置的结构，在图4中展示了某型号电动汽车右侧两个支撑点位置的局部结构。
在图4中，图a是前侧支撑点，图b是后侧支撑点。
l代表前减震器安装板，2代表前轮罩，3代表后减震弹簧安装底座，4代表后地板骨架纵梁。
在某型号纯电动汽车中，前减震器序号为1的安装板，其材质是B340LA，其材质厚度大概是2.1毫米；序号2前轮罩的材质是DC03，其材质厚度大概是0.81毫米。
在后减震弹簧中序号为3的安装座其材质是DC03，其材质厚度大概是1.3毫米；序号为4的后地板骨架纵梁的材质是B210Pl，其材质厚度大概是1.59毫米”]。
由于对纯电动汽车白车身刚度造成影响的因素主要是材质厚度，因此在优化设计中，分别把前减震器序号1的安装板材质厚度改成2.5毫米，序号2的前轮罩材质厚度改成2.5毫米，后减震弹簧序号3的底座材质厚度改成1.8毫米，后地板骨架序号4的纵梁在内部加装一个加强板。
加装的加强板选用的材质是B250Pl，材质的厚度大概是2毫米。
4.2.4 优化设计后的效果某型号的纯电动汽车在优化之后，改变了扭转工况、扭转角度和弯曲工况、弯曲位移，对扭转后的扭转刚度和弯曲刚度进行计算，得出扭转刚度是12146N-m/(。
)，其弯曲刚度是20094N-m/(。
)。
如表二的纯电动车扭转刚度和弯曲刚度优化前后对比，在优化设计之后，已经能够达到目标值。
5结语纯电动汽车的下车体由于要布置电池，导致整体出现偏软，造成纯电动汽车白车身扭转刚度和弯曲刚度都要比燃油车小。
通过分析发现，无法在电池布置区域的下车体结构中进行优化，而对前减震器塔与后减震弹簧位置进行优化设计。
在优化设计之后，加强了纯电动汽车的弯曲刚度和扭转刚度，使其达到了目标值。
因此，对纯电动汽车白车身刚度的优化设计主要还是从前减震器塔与后减震弹簧着手，提高纯电动汽车白车身的刚度，在实际生活中得到更加广泛的应用。
参考文献：[1]刘小会．纯电动汽车白车身刚度优化设计 [J]．机械工程师，2016 (1)：157-159.[2]杨妹，王赢利，亓昌，等．纯电动汽车白车身拓扑优化设计及性能验证[J]．实验室科学，2012，15 (6)：37-39．[3]张伟，侯文彬，胡平，基于拓扑优化的电动汽车白车身优化设计[J]，湖南大学学报（自科版），2014 (10)：42-48．[4]王辉宇，杨伟．基于刚度灵敏度方法的白车身轻量化设计优化分析[J]，世界制造技术与装备市场，2015 (5)：60-63．④作者简介——卢川海：（1981.07-），男，汉族，辽宁省丹东市人，辽宁工业大学，学士，车辆工程专业，从事汽车设计领域，车身设计工作十多年，参与研发多款车身设计工作。