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。