汽车白车身疲劳仿真分析及评价指标
车身疲劳耐久评估方法简介
车身疲劳耐久评估方法简介不知道为什么小时候的我经常遇到需要弄断铁丝却没有老虎钳也没有小李飞刀的直接考验我智商的高光时刻。
虽然显然不能像非洲朋友那样牙咬手撕但我也不是没试过当然最后结局都是没成功。
后来可能是因为吃了家里唯一荤菜鸡蛋脑细胞发育了发现反复折弯再反复折弯铁丝就会突然断了。
至于铁丝为什么会突然断了我不知道反正就是断了。
再后来改革开放了日子好了能吃上猪肉了脑子也发育的差不多了其中的缘由也就慢慢的明白了。
一根铁丝，想要徒手拉断或者瞬间折断那几乎是不可能的，但是如果你将它反复折弯很多次便可以把它折断。
这其实就是铁丝被整疲劳了，发生了疲劳破坏。
因为铁丝等金属件在生产加工过程中会出现各种缺陷，比如宏观的气孔、杂质、表面划痕以及微观的晶体位错、滑移带等。
在外力作用下这些缺陷处会出现局部应力集中，当局部应力大于材料的屈服强度时便会萌生微裂纹，这些微裂纹在交变载荷作用下逐渐扩展，当扩展到一定程度时突然断裂。
铁丝的疲劳破坏过程中交变载荷水平较高，塑性应变起主导作用，疲劳寿命较短，属于应变疲劳或低周疲劳；当交变载荷水平较低，弹性应变起主导作用时，疲劳寿命较长，属于应力疲劳或高周疲劳。
高周疲劳在日常生活中更加普遍，因其交变载荷小，没有明显的塑性变形等前兆，不容易提前发觉，所以具有更大的危险性。
美国空军的一架F-15战斗机曾经在模拟空战时就出现了惊险的一幕，事故造成美军F-15战机大面积停飞，调查结果显示，事故起因于飞机上的一根金属纵梁发生了疲劳破坏。
图1 F-15战机疲劳破坏（图片源自网络）汽车作为我们日常生活中非常重要的代步工具，也是由大量金属件构成的。
当汽车行驶在道路上时由于路面的不平整，车身结构会受到交变载荷作用，从而产生微裂纹并逐渐扩展。
为了保证车身在整个设计生命周期内不发生疲劳破坏，我们需要对车身结构进行疲劳耐久性能评估。
评估方法可分为试验法及CAE（Computer Aided Engineering）仿真分析法，实际的项目开发过程中，两种方法相结合使用。
白车身FEMFAT疲劳分析流程
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
FEMFAT疲劳计算
• ECS应用FEMFAT MAX来计算BIW的多轴向疲劳损伤值，损伤值的倒 数就是寿命值。我们可以增加行驶路程，比如道路谱采集只有5公里， 而我们的实际耐久要求是20万公里，那么在软件中乘以一个 20万/5 = 4 万的系数就可以了。所得到的结果可以证明此BIW是否能经受的住20万 公里的坏路行驶。 • 在疲劳损伤值计算前，需要输入FE模型的节点和单元、材料信息S-N 曲线、各通道的载荷谱和相应的单位应力值、影响参数等信息。 • FEMFAT Visulizer的是一个后处理模块，可以直接察看计算结果。
• 此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损 伤值计算。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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项目介绍
Daihatsu某型轿车 • 此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤
值计算。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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项目介绍
Daihatsu某型轿车
FEMFAT 在工程项目中的应用
白车身有限元及疲劳分析
Engineering Center Steyr GmbH & Co KG (ECS)
斯太尔工程技术中心
白车身有限元及疲劳分析
目标:
1. BIW疲劳分析流程
2. 运用FEMFAT进行BIW疲劳分析的项目举例
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
• 此项目采用路谱方法对白车身的基础材料、焊缝和焊点进行疲劳损伤 值计算。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
基于虚拟样机技术的微型客车白车身疲劳寿命分析
［］ ６ 史敬灼． 电动机伺服控制技术 ［ ． 步进 Ｍ］ 北京 ： 出版社 ， ０ ． 科学 ２ ６ ０
第 ６期
阮晓亮等： 基于虚拟样机技术的微型客车白车身疲劳寿命分析
１７ ９
动机 、 车身等子 系统经各种力学铰链 和减震 弹簧 、 阻尼器及橡胶 相应力和力矩的载荷时间历程 ， ６ 条 白车身载荷谱。 共 ０ 载荷提取 元 件连 接 而成 的 复杂 多体 系统 。基 于 动力 学 仿 真分 析平 台 点包括前悬架与车身相连处 、副车架与车身连接处及板簧前 、 后 Ａ ａ ￣ ａ， ｄ ｍ Ｃ ｒ参考整车拓扑关系 ， 按子结 构建模技术 ， 已有模板 吊耳铰接处 ， 在 部分载荷谱 ， 如图 ４ 所示 。 基础上 通过输入该车型各组件的物理性 能参数 ， 括其 质量 、 ， 包 质心位置、 惯性主轴 、 转动惯量 、 惯性积等即可得到整车多体系统 动力学仿真模型。 除白车身外 ， 为更好的反映该车的底盘 陛能 ， 对 前悬挂横 向稳定杆和后板簧件均作柔性体处理 ，其 他部件为 刚 体。 最终建成整车虚拟样机模型 ， 如图 １ 所示 。 包括 ６ ３个部件 ， 满 载质量为 １０ ｋ 。 ０ ｇ ８
析时 ， 首先对白车身进行结构应力场计算 ， 获取单位载荷下的弹性 应力应变响应，然后用近似修正法将弹性响应修正至弹塑性响应 ，
２２ 时域路 面生成模 型和载荷 谱的提取 ．
０ ０ Ｏ ０ ０
在载荷历程作用下 参考汽车可靠『行驶试验方法（ ＢＩ２ ７ ＿０ 中道路试验条 对照材料的疲劳 陛能数据和疲劳积累损伤理论 ， 生 Ｇ ，１ ６ ８Ｊ ） １ ９
机 械 设 计 与 制 造
ｌ６ ９ 文章编号 ：Ｏ ｔ ３ ９ （ ０ ２０ — １６ ０ ｌＯ 一 ９ ７ ２ １ ）６ ０ ９ — ３ Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆ ｃｕ ｅ
(整理)k01白车身模态分析报告减重1027.
K01设计开发项目白车身模态分析报告（□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（最终）2.分析内容白车身自由模态分析。
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。
根据前面所述的几何清理原则，选用8mm的壳单元网格对各总成进行离散化，建立各总成对应的有限元模型如图3.1——图3.5所示：图3.1 车顶总成的有限元模型图3.2侧围总成的有限元模型图3.3后围总成有限元模型图3.4地板的几何及有限元模型图3.5前围的几何及有限元模型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。
图3.7有限元粘胶连接效果图在前围总成中还采用了螺栓连接，这主要是一些不需永久连接、进行更换的部件。
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。
标签：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。
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ABSTRACTBody 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.The purpose of this paper is to draw some conclusion about two body bench test methods by comparing the simulation results of bench tests and directs the establishment of the test method.In the paper,first,the author calculate the load of suspension to the body by multi-body-dynamic software ADAMS;then calculate the stress contours and fatigue of body;calculate the stress contours and fatigue of body; finally compare the simulation results between two bench tests and draw conclusion of test method.From the research,a few important regulation and conclusion about constrain location,load distribution,value and frequency of body intension bench methods.It is benefit to establish body intension test and evaluating system.Keywords：Finite Element Method,Body,Test Method,Stress,Fatigue1绪论1绪论随着中国改革开放的不断深入开展，汽车行业已经成为我国的支柱行业之一，新近公布的汽车产业政策提出：我国汽车行业的近期目标是在2010年前使我国成为世界主要汽车制造国，汽车产品满足国内市场大部分需求并批量进入国际市场。
某SUV白车身模态仿真与试验对标分析
20AUTO TIMEFRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨某SUV 白车身模态仿真与试验对标分析唐余林 张红军 单福奎 王朝建 李华彬 王振新宜宾凯翼汽车有限公司 四川省宜宾市 644000摘 要： 以某SUV 白车身为研究对象，基于有限元和试验模态分析理论，建立有限元和几何模型，分析结果。
对比有限元分析模态与试验模态，白车身有限元模型的有效性得以验证，并对两者结果的差异性进行分析。
通过仿真手段对白车身进行分析，可缩短开发周期、降低成本有重要意义，对白车的设计开发有指导作用。
关键词：白车身 模态 仿真 试验汽车在行驶过程中车身会受到外部激励而产生振动，当外部激励与车身系统固有频率一致或接近时将引起共振，共振将导致剧烈振动并产产生结构噪声，还会对车辆部件的耐久可靠性产生严重影响[1]。
故，车身开发前期需对车身模态进行控制，白车身的扭转模态和弯曲模态是车身设计的主要指标，一阶扭转模态频率和一阶弯曲模态频率的高低基本上可以定性的反映扭转刚度和弯曲刚度。
车身开发完成后，可通过试验手段得到车身固有频率、模态振型和阻尼，以评价车身设计是否满足前期定义的工程开发指标。
但必须在白车身装配完成后才能进行试验模态分析，试验模态分析无法在开发前期指导车身结构设计，而有限元分析在车身开发前期便能为结构设计提供指导，两种途径的研究密切相关。
文章对某SUV 白车身通过有限元分析与试验模态分析相结合，得出两者模态，最终，试验模态结果验证有限元模型精度，为车身结构设计提供参考依据[2]。
1 理论模态分析理论模态分析法的变换矩阵以模态矩阵基础，自然坐标基于原物理坐标变换而来，通过变换得到一组互相独立的二阶常微分方程，对该常微分方程方程用单自由度系统的振动方程求解，从而得到自由系统各阶模态的振动，再通过模态叠加原理，回到原来的物理坐标[3-4]。
白车身系n 个自由度的无阻尼振动系统，由于系统的激励和阻尼为零，则系统运动方程可表示为：（1）其中，M 和K 分别为白车身系统的质量和刚度矩阵；和分别为节点的加速度和位移向量，式（1）是常系数线性齐次常数微分方程组，其解的形式为：（2）将式（2）带入式（1），有，由于不能恒等于零，则应有，即：（3）式（3）为式（1）系统的特征方程。
某多功能商用车白车身静动态特性试验与分析
某多功能商用车白车身静动态特性试验与分析近年来，随着商用车市场的不断发展，多功能商用车日益成为人们使用频率最高的车辆之一。
然而，随着多功能商用车型号的不断增加，相应的车辆静态和动态特性成为了各生产厂家争相攻克的难题。
为此，本文将介绍某多功能商用车白车身静动态特性试验与分析。
一、试验介绍某多功能商用车白车身静动态特性试验是通过对该车白车身在静止和运动状态下的各项特性进行系统测试，以分析与评估该车的性能和可靠性，并为后续的优化改进提供技术支持。
试验主要包括车辆稳定性测试、制动性能测试、悬挂系统测试等多个方面，旨在实现全面覆盖和研究。
二、试验过程及结果1. 车辆稳定性测试车辆稳定性是商用车行驶中至关重要的一项性能指标，本次试验采用了紧急转向试验与侧倾试验两种方式进行测试。
（1）紧急转向试验制动状态下，将车辆从正常行驶速度中，突然进行急转弯，通过分析车辆的漂移角度、滑移率和横倾角度等参数，评估车辆的稳定性能。
结果显示：该车辆在紧急转向时，稳定性表现良好，无明显波动。
（2）侧倾试验通过通过倾斜台车辆安装位置，测定侧倾角度及侧倾振幅。
结果显示：该车辆侧倾角度较小，保持稳定性较好。
2. 制动性能测试制动性能是车辆行驶过程中不可或缺的重要性能指标，本次试验通过进行加速状态下的紧急制动试验、牵引状态下的制动试验，以全面测定车辆的制动性能。
结果显示：该车辆在紧急制动和牵引制动测试中，制动距离和制动时间均表现良好。
3. 悬挂系统测试悬挂系统是车辆行驶安全性和舒适性提升的重要环节，本次试验采用了不同路面环境下的悬挂测试方案，以全面评估车辆的悬挂性能。
结果显示：该车辆悬挂系统在复杂路面情况下表现优秀，对于各种路况都能保持稳定行驶。
三、分析结果基于试验结果，本文对某多功能商用车白车身静动态特性进行深入分析，可知该车辆在车身结构、动力系统以及悬挂系统等方面均表现出色。
在车辆驾乘体验方面，该车辆更注重驾乘者的舒适感受，针对不同路面环境，采取多重减震和隔音技术，实现了良好的颠簸减缓和噪音降低效果。
商用车白车身结构疲劳寿命分析与优化设计样本
某商用车白车身构造疲劳寿命分析与优化设计作者：湖南匸业李明李源陈斌摘要：本文基于应力分析成果，采用有效疲劳寿命预估办法，运用专业耐久性疲劳寿命分析系统MSC. Fatigue对该型商用车白车身进行S-N全寿命分析，得苴疲劳寿命分布与危险点寿命值。
采用构造优化、合理选材等办法，提高白车身构造疲劳寿命。
核心词：白车身：有限元；静态分析；疲劳寿命分析：优化前言在车身构造疲劳领域国内研究中，1994年，江苏理工大学陈龙在建立了车辆驾驶室疲劳强度汁算力学和数学模型基本上，提出了车辆驾驶室疲劳强度研究办法［1］。
年，淸华大学孙凌玉⑵等初次计算机模仿了汽车随机振动过程。
年，上海汇众汽车制造有限公司王成龙［3］等应用FATIGUE软件分析，结合疲劳台架实验，探讨了疲劳强度理论在汽车产品零部件疲劳寿命汁算中应用，提出了提高零部件疲劳强度办法。
年，同济大学汽车学院靳晓雄［4］等人提到进行零部件疲劳寿命预估，精准有限元模型和可靠材料疲劳数拯是必须，此外获得准的确际运营工况下道路输入载荷也非常核心。
但由于客观条件限制，国内这方面研究非常有限，理论分析多，对局部零部件研究多，把车身整体作为研究对象很少。
本文以某型商用车疲劳寿命仿真分析及优化提髙为内容，研究中，一方而对白车身构造几何进行网格划分：之后使用MSC.Patran/Nastran对白车身构造进行静态仿真：然后导入MSC.Fatigue对白车身构造进行疲劳寿命仿真。
在分析基本上采用构造优化设汁办法优化构造、合理选取材料等，提高白车身构造静态力学性能与动态疲劳寿命。
1疲劳寿命计算办法疲劳寿命汁算需要载荷变化历程、构造几何参数，以及关于材料性能参数或曲线［4］。
图1为基于有限元分析成果疲劳寿命分析流程。
图1基干有限元分析成果疲劳寿命分析用有限元办法汁算疲劳寿命普通分为两步：第一步是计算应力应变响应。
第二步是结合材料性能参数，应用不同疲劳损伤模型进行寿命讣算。
疲劳寿命预测精度既依赖于应力应变响应对的模仿，也依赖于预测模型合理使用。
白车身结构强度分析报告
白车身结构强度分析报告项目名称:编制：日期:校对：日期:审核：日期:批准：日期:XX汽车有限公司2013年04月错误! 未定义书签 错误! 未定义书签 错误! 未定义书签 错误! 未定义书签 错误! 未定义书签 错误! 未定义书签目录1. 分析目的 ..2. 使用软件说明3. 模型建立 .. 4 边界条件 ... 5. 分析结果 .. 6. 结 论 .....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中工况的强度分析，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CA环口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拟，少量三角形单元以满足高质量网格的过渡需要，网格描述见表。
图**白车身CAD以及有限元模型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CONM单元模拟。
利用白车身振动模态试验对车辆动态设计的评价与分析
利用白车身振动模态试验对车辆动态设计的评价与分析作者：麻海舰周鋐1.概述随着汽车工业的发展，车辆动态特性的研究越来越引起人们的重视。
汽车车身的动态特性，直接影响到车辆的稳定性和乘员的乘坐舒适性。
但由于汽车车身结构复杂，对它的动态的理论研究显得非常困难。
而运用试验模态分析技术，可以有效并快速地识别出系统的动态参数，进而为产品的优化设计提供实用的信息。
2.车身振动模态测试模态试验是指以测取被测试系统的模态参数为目的所进行的试验。
一般情况下是对被测试系统进行专门设置的激振试验。
通过同时测量系统的输入和输出信号，运用数字信号处理技术，估计出被测系统的频响函数或脉冲响应函数，得到系统的非参数模型。
然后运用不同的参数识别方法，求得系统模态参数。
2.1 试验测试系统及准备试验测量分析系统由试验激振系统、响应拾振系统以及模态分析和处理系统等三大部分组成。
其中(1)试验激振系统包括：激振信号发生器、功率放大器和激振器；(2)响应拾振系统包括压电晶体加速度传感器、力传感器和信号放大和智能采集系统；(3)模态分析和处理系统主要是模态分析软件b。
具体的测试系统如图1所示。
图1 试验测量分析系统联接关系图从上图可以看出，该分析测试系统配置是一台工作站连接一部多通道数据采集前端，数据采集前端以模块化特征为前端，这样可以大大提高测试和分析的能力。
为保证识别出的频响函数具有较好的一致性，并且不遗漏模态。
频响函数测试采用多点全相干激振的方法，即多点同时激振且各激励信号完全相干并具有固定的比例关系。
这样可以保证较高的信噪比，改善输入能量在结构上的分布。
多点全相干激励要求激励信号必须为确定性信号，因此激励信号采用随机触发（burst random）信号，它具有了周期随机信号的所有优点，而且测试速度更快。
为模拟车身的“自由-自由”状态，被测轿车白车身采用悬吊安装方式，要求悬挂绳要足够软，以便保证刚体共振频率远低于第一阶弹性体共振频率（一般要求小于10%），试验中悬挂用的橡皮绳固有频率为2Hz左右，因此可以认为是自由支承。
轿车白车身静刚度仿真与试验对标
轿车白车身静刚度仿真与试验对标韩立;张兵;曹宏伟【摘要】为了把控车身的静刚度以提高车身结构的功能可靠性、碰撞安全性及振动噪声舒适性,该文以某轿车白车身为研究对象,通过计算机仿真和试验测试2种方法得到性能参数.采用前处理软件HyperMesh建立整车有限元模型,建立与试验系统相同的边界条件及数据后处理修正,完成了仿真与试验的对标.对比仿真与试验结果显示两者误差在10％范围内,验证了仿真的准确性和试验的可靠性,该仿真方法和试验流程可普遍用于获得各类车型的车身静刚度.并对影响仿真精度和试验稳定的敏感因素及解决方法给出参考建议.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】5页(P35-38,54)【关键词】轿车;白车身;静刚度;试验对标【作者】韩立;张兵;曹宏伟【作者单位】中国第一汽车股份有限公司天津技术开发分公司;中国第一汽车股份有限公司天津技术开发分公司;中国第一汽车股份有限公司天津技术开发分公司【正文语种】中文现代轿车大多数采用全承载式车身结构，在使用过程中车身承担着几乎所有的弯曲、扭转及碰撞等载荷。
如果车身刚度不足，会引起车身上一些部件的变形过大或其它总成相对位置发生错动，从而影响正常工作，因此车身刚度具有举足轻重的作用。
但是，车身的弯曲扭转刚度试验没有国标可借鉴，各主机厂都有自己的试验测试方法，而仿真和试验对标的一致性历来是难以攻克的问题点。
文章在阐述仿真方法和试验流程的基础上，通过仿真和试验对标找到了影响仿真准确性和试验稳定性的重要因素，并针对控制影响因素的敏感程度给出了解决办法，为车身结构优化和轻量化奠定基础。
1 静刚度有限元仿真当前CAE分析技术日趋成熟，在国外大型汽车企业中得到广泛应用。
我国各大汽车企业为了提升自主研发能力，已将CAE分析技术应用到新车型研发中，且获得良好效果[1]。
1.1 车身有限元模型建立某轿车白车身采用无前后风挡玻璃、无四门两盖及无副车架状态，借助软件HyperMesh建立有限元模型，车身钣金采用10 mm壳单元划分网格，焊点采用acm类型模拟，焊缝采用cweld单元模拟，胶粘采用adhesives类型连接，有限元模型材料基本参数，如表1所示。
白车身FEMFAT疲劳分析流程及应用
白车身有限元及疲劳分析
Engineering Center Steyr GmbH & Co KG (ECS)
斯太尔工程技术中心
白车身有限元及疲劳分析
目标:
1. BIW疲劳分析流程
2. 运用FEMFAT进行BIW疲劳分析的项目举例
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
12
BIW疲劳分析流程
FEMFAT疲劳计算
• ECS应用FEMFAT MAX来计算BIW的多轴向疲劳损伤值，损伤值的倒 数就是寿命值。我们可以增加行驶路程，比如道路谱采集只有5公里， 而我们的实际耐久要求是20万公里，那么在软件中乘以一个 20万/5 = 4 万的系数就可以了。所得到的结果可以证明此BIW是否能经受的住20万 公里的坏路行驶。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
虚拟迭代（VI） - Virtuelle Iteration
• ECS开发出的FEMFAT LAB VI „ Virtuelle Iteration“ 是经过多年的摸索，借鉴台架试验中的”物理迭代“编写 的软件方法。经过近10年的实践目前处于业界的最前沿 水平，目前已有多家汽车公司对这套软件进行了采购。
• 在疲劳损伤值计算前，需要输入FE模型的节点和单元、材料信息S-N 曲线、各通道的载荷谱和相应的单位应力值、影响参数等信息。
• FEMFAT Visulizer的是一个后处理模块，可以直接察看计算结果。
作者: 张文轩
日期: 2006年9月4日
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BIW疲劳分析流程
台架试验
• 如果条件允许的话可以运用采集的路谱进行台架试验。并与计算结果进行 对比。ECS积累了长达30年的汽车研发经验，实践告诉我们采用此疲劳分析 流程，并结合FEMFAT软件进行疲劳计算，其可靠性完全与试验相吻合。
论轿车白车身轻量化的表征参量和评价方法
・４０４・汽车工程２００９年（第３１卷）第５期２汽车轻量化和轻量化设计的概念汽车轻量化设计和白车身质量的减轻与所设计的车身的尺寸和功能相关。
汽车轻量化设计和轻量化的概念应从３个方面来阐明：（１）对于已满足功能要求的汽车，轻量化的设计是减轻质量而保持原功能不变，其轻量化的效果是直接的减重；（２）汽车的现有功能尚不能全部满足要求或需要提升，轻量化设计是完善功能而保持质量不变，如改进汽车的动力学性能、ＮＶＨ性能和声学性能、操纵稳定性，提高汽车的刚度和安全性等∞１；（３）汽车轻量化设计既要提高改进性能，也要减轻汽车质量。
汽车的轻量化设计实际上是功能改进，质量减少，结构优化和合理价格的结合。
例如由国际钢铁协会组织的全世界３４家钢铁公司联合进行了超轻量钢车身项目（ＵＬＳＡＢ—ｕｌｔｒａｌｉｇｈｔｓｔｅｅｌａｕｔｏｂｏｄｙ）就是功能、材料、减重、成本的结合Ｈ。
５Ｊ。
超轻钢车身（ＵＬＳＡＢ）、超轻钢汽车覆盖件ＵＬＳＡＣ（ｕｌｔｒａｌｉｇｈｔｓｔｅｅｌａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｃｌｏｓｕｒｅｓ）和超轻钢汽车悬架ＵＬＳＡＳ（ｕｌｔｒａｌｉｇｈｔｓｔｅｅｌａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）的汽车轻量化设计项目虽然其目标不同，但也都是类似超轻钢车身先进车概念ＵＬＳＡＢ—ＡＶＣ（ａｄｖａｎｃｅｄｖｅｈｉｃｌｅｃｏｎ—ｃｅｐｔ）的轻量化设计概念，其实施也是设计、功能、材料、减重和成本的综合，使项目达到最优性价比。
３汽车轻量化的表征参量及其物理技术意义汽车轻量化设计应包括质量减轻和功能的完善和改进，为表征白车身的轻量化的效果，宝马汽车公司的ＢｒｕｎｏＬｕｄｋｅ提出了轻量化系数的概念，该系数Ｌ可用下式表示为Ｌ＝ｍ／（Ｃ。
Ａ）（１）式中ｍ为白车身的结构质量（不包括车门和玻璃），ｋｇ；Ｃ。
为静态扭转刚度（包括玻璃），Ｎ・ｍ／（ｏ）；Ａ为左右轮边宽度与轴距的乘积所得的面积，ｍ２；Ｌ为轻Ｌｄ量化系数，ｉｉ了最气＿二可。
有关参量示意图见图１，汽车轻量化效果反应在￡值上为下降。
白车身疲劳耐久仿真分析
10.16638/ki.1671-7988.2019.06.046白车身疲劳耐久仿真分析杨劲飞1，陆雪华2，梁琴桂1（1.广西艾盛创制科技有限公司，广西柳州545000；2.上海双杰科技有限公司，上海201804）摘要：某汽车企业研发某款车型在进行可靠性道路试验过程中，车身后部的后尾梁钣金处发现开裂现象，此问题出现，影响车身耐久性能评估。
通过道路信号采集、有限元疲劳耐久仿真软件，对此问题进行开裂原因分析，并根据开裂因素制定更改方案，保证该款车型满足疲劳耐久仿真及可靠性道路试验性能评价目标。
关键词：疲劳耐久；开裂；损伤理论中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2019）06-133-03White body fatigue simulation analysisYang Jingfei1, Lu Xuehua2, Liang Qinggui1（1.ASIN Innovative Design and Manufacturing Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545000;2.Shanghai Shuangjie Technology Co., LTD., Shanghai 201804）Abstract: During the reliability road test of a certain automobile model developed by an automobile enterprise, cracks were found in the sheet metal of the rear tail beam of the automobile body, which affected the durability evaluation of the automobile body. Through road signal acquisition and finite element fatigue endurance simulation software, cracking causes are analyzed, and modification schemes are formulated according to cracking factors to ensure that the vehicle meets the performance evaluation objectives of fatigue endurance simulation and reliability road test.Keywords: fatigue; cracking; Damage theoryCLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)06-133-03引言在汽车设计中，白车身强度、疲劳寿命都是评价结构可靠性及耐久性的重要标准，白车身静态强度仿真计算在开发前期能较快将结构高应力风险区域进行暴露，但在汽车开发过程中往往存在准静态强度无法直接预测的开裂现象，此时使用疲劳耐久仿真手段进行前期预测及评估更为必要，车身结构80%以上的失效是疲劳引起的，为此对白车身结构提出疲劳强度设计与分析十分重要[1]。
XMQ6850AGBEVM城市客车白车身强度仿真分析及优化
XMQ6850AGBEVM城市客车白车身强度仿真分析及优化作者：***来源：《时代汽车》2023年第23期摘要：通過有限元软件对XMQ6850AGBEVM城市客车白车身强度进行仿真分析，根据分析结果有针对性地加强白车身结构，并通过仿真分析验证优化结果。
关键词：白车身强度仿真分析结构验证1 引言白车身是客车整体结构中至关重要的承载构件。
客车的其他配件，如：底盘件、外饰件、内饰件、电气件等，均通过接口安装于白车身[1]。
本文通过有限元软件Hyperworks对XMQ6850AGBEVM城市客车白车身强度进行仿真分析，通过14种典型工况，对白车身进行加载，获取白车身承受应力情况，并基于所得应力情况及分布区域，对白车身结构进行优化，提升白车身强度，减小其所承受应力。
通过本文对于白车身分析及优化，为后续城市客车产品设计提供理论基础。
2 白车身有限元模型建立将XMQ6850AGBEVM城市客车白车身三维数模导入Hyperworks，以建立对应有限元模型[2]。
载荷施加是影响计算结果的关键步骤之一[3]。
根据整备质量及重心参数将白车身相关负载重量施加于对应位置，其中：电池、空调、乘员等用质量点进行模拟，车辆蒙皮、玻璃及其余内、外饰物料用均布质量点进行配重，所建立有限元模型记为XMQ6850AGBEVM_BASE。
根据实车数据，XMQ6850AGBEVM整备质量为9.1吨，在增加乘员质量（23（坐）+49（站））后，满载质量为14吨。
XMQ6850AGBEVM白车身三维数模所建立有限元模型中，对应车身及车架材料定义如下：3 白车身强度分析3.1 载荷描述本文使用Motionview对14种典型工况进行悬架入力提取，将提取的选加入力输入到整车有限元模型中，使用OptiStruct进行分析。
所设定的14种典型极限工况为：（1）1G垂向工况（1G vertical）：指满载状态客车在水平路面正常行驶时，只考虑自身重量对底架结构的影响。