白车身结构强度分析报告
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编号:********** 白车身结构强度分析报告
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xx汽车有限公司
2013年04月
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、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元模
图**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%
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)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。
表**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,,130
2燃油箱,,34
3备胎,,12
4散热器,,
5蓄电池,,10
6前门总成813,±731,23/23
7中门总成,±,25/25
8后背门总成,0,27
9发动机罩总成,0,787
10主、副驾驶座椅及乘员1195,-295/320,616
11二排座椅及乘员质量、质心,,164
12三排座椅及乘员质量、质心,0,243
13仪表台质量、质心,,5
14行李,0,421225
15白车身质量,,309
16整车满载状态质量参数,,1810
图 **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;-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
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
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
转弯工况
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
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
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
**后轮罩
**顶盖和后背门框
**后地板
**横梁
**纵梁
右前轮左后轮同时抬高150mm
车身受力
云图
**前轮壳和前地板
**后轮罩