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**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，-24.0，187.7130

2燃油箱1958.9，258.4，54.034

3备胎3525.8，94.8，22.212

4散热器-64.2，0.70，350.4 2.5

5蓄电池1061.903,-456.199,270.09410

6前门总成813，±731，671.323/23

7中门总成1763.3，±733.8，649.725/25

8后背门总成3627.1,0,918.727

9发动机罩总成-66.9，0，787 6.5

10主、副驾驶座椅及乘员1195,-295/320,61687.5/87.5

11二排座椅及乘员质量、质心2048.457，-166.498，589.908164

12三排座椅及乘员质量、质心2896.054，0，617.012243

13仪表台质量、质心475.8，13.3，813.85

14行李3341.6，0，421225

15白车身质量1769.404,-0.7,552.975309

16整车满载状态质量参数1858.4，-3.7，497.81810

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