整车-01_BIP车身扭转刚度分析规范V1.0版

BIP车身扭转刚度分析规范编号：LP-RD-RF-0001 文件密级：机密

BIP车身扭转刚度分析规范

V1.0

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BIP车身扭转刚度分析规范

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目录

1 简介 (2)

1.1分析背景和目的 (2)

1.2软硬件需求 (2)

软件 (2)

硬件 (2)

1.3分析数据参数需求 (2)

1.4分析的时间节点 (2)

2 模型前处理 (2)

2.1模型准备 (2)

2.2模型检查 (3)

2.3模型处理 (3)

2.4约束及载荷 (4)

3 有限元分析步骤 (5)

3.1 分析步设定 (5)

3.2 分析文件输出 (5)

4 分析结果处理及评价 (5)

4.1分析结果查看 (5)

4.2评价指标 (5)

5 附录 (6)

BIP车身扭转刚度分析规范

1 简介

1.1分析背景和目的

车身的扭转刚度和弯曲刚度是评价汽车性能重要标准之一，也是车身在实际使用中经常遇到的工况。作为汽车的骨架，车身必须具有出色的扭转刚度、弯曲刚度特性，给安装在车身上的各个汽车零部件系统提供可靠、稳定的支撑，避免出现过大的振动和噪声。车身是连接前后悬架的桥梁，车身的扭转刚度、弯曲刚度会影响整车对驾驶员操控指令的响应时间，良好的车身扭转刚度、弯曲刚度会使响应时间更为快捷，给乘客以舒适、可靠的驾驶感觉。

1.2软硬件需求

软件

前处理：Altair Hypermesh；

后处理：Altair Hyperview；

求解器：MSC Nastran 101；

硬件

前、后处理：HP或DELL工作站；

求解：HP服务器、HP或DELL工作站。

1.3分析数据参数需求

本流程内的白车身指带有前后保险杠横梁和前后风挡玻璃的车身金属骨架。如果车身侧围开有小窗，且小窗玻璃和车身用胶粘连，这部分窗玻璃也应包含在内。如果副车架与车身刚性连接（副车架与车身连接处没有胶套），或者有其它通过螺栓连接的用于提高车身刚度的零部件（如动力电池），也应包含在本流程定义的白车身概念内。

1.4分析的时间节点

本分析在车型项目开发TR2-TR4节点之间进行。

2 模型前处理

2.1模型准备

导入白车身有限元模型，前副车架模型，动力电池模型并通过RBE2进行连接。网格划分细则，请参阅《CAE分析共用模型建模指南》。

2.2模型检查

建立materials属性卡片，为各个组件赋上材料属性，详细检查确保模型正确，主要检查内容如下：

（1）检查重复单元，带自由端单元，网格是否满足质量要求；

（2）检查焊点、焊缝等连接有无缺失或漏焊；

（3）检查各连接处理是否正确，关键部位尽量采用四边形网格，模型检查规范细则请参阅《CAE 分析共用模型建模指南》。

2.3模型处理

有关建模的详细要求应遵循《CAE分析共用模型建模指南》。对于约束和加载的关键部位，应重点关注：

图2-1前防撞梁中心点

如图2-1所示，前防撞梁中间位置抓取RBE2，确保RBE2主动点Y项坐标为0，约束RBE2主动点Z向自由度。

图2-2前减震器安装点

如图2-2所示，以减震器衬套与减震器安装板所有接触区域节点抓取RBE2，RBE2主动点坐标为减震器衬套硬点坐标。

SPC3

图2-3后减震器安装点

如图2-3所示，以后减震器衬套硬点坐标为主动点，后减震器安装螺接区域节点为从动点抓取RBE2。

2.4约束及载荷

本规范仅定义了承载式白车身的扭转刚度的约束和加载方式，非承载式车身及车架扭转刚度考核不能使用本规范。约束及加载方法如下图2-4所示。

2.4.1约束方法

约束白车身前保险杠中间处，保证约束点的Y坐标的值为零，约束该点的Z向平动自由度；

约束白车身后减震器左侧安装点XYZ三向平动自由度及后减震器右侧安装点XZ两向平动自由度。

2.4.2加载方法

在左前、右前减震塔中心沿Z向施加相反的两个集中载荷F，使其产生1354Nm扭矩。（M=F*L，M为所施加扭矩，F为减震器中心塔所施加载荷，L为左、右减震器塔中心点间距）

图2-4 BIP车身扭转刚度约束、加载方法

3 有限元分析步骤

3.1 分析步设定

求解器：NASTRAN,SOL=101； 控制参数：POST ，-1； seall=all super=all echo=none

输出内容：Displacement Stress 。 3.2 分析文件输出

创建完上述所有载荷步之后，将整个分析模型输出到Nastran 面板下的bdf 格式文件。然后将bdf 文件提交Nastran 求解器上求解，得到包含计算结果的信息的“*.op2”文件。

4 分析结果处理及评价

4.1分析结果查看

提取前减震塔两个加载点处的垂向位移z1和z2，并按(4-1)式计算出BIP 车身扭转刚度。

(

)[]L

z z FL

K t /tan 211+=

- (4-1)

式中：

Kt ——BIP 车身扭转刚度(Nm/deg)； F ——施加在BIP 车身上的垂直载荷（N ）； L ——前减震塔两加载点之间的距离（m ）； z1——前左减震塔加载点垂直位移（m ）； z2——前右减震塔加载点垂直位移（m ）。 4.2评价指标

一般要求轿车BIP 车身扭转刚度大于18000 Nm/deg 。