基于梁与接头灵敏度分析的白车身刚度模态优化.doc

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1、基于梁与接头灵敏度分析的白车身刚度模态优化　　摘要：白车身结构显著影响整车性能，而车身框架是车身设计的基础.在某MPV车型概念设计阶段，通过参数化技术，快速将车身主要框架划分为梁和接头结构.分别局部刚化处理49处左右对称结构，分析各结构对扭转刚度、弯曲刚度、后部扭转模态影响的灵敏度.结果表明，D柱下段、顶盖后横梁、下地板后纵梁等结构的单位质量对扭转刚度贡献量超过5%；后地板横梁、前地板后纵梁、后地板纵梁等结构单位质量对弯曲刚度的贡献量超过4%.通过8处灵敏度较高的结构优化和厚度优化，同时对性能影响小的结构减薄、减件，结合工艺改进，实现白车身质量不增加，扭转刚度提高9.0%，弯曲刚度提高4.8

2、%，后扭模态提高2.0%.　　关键词：参数化设计；灵敏度分析；结构刚化；接头；梁单元　　中图分类号：U463文献标志码：A　　ModalOptimizationofBody-in-WhiteStiffnessBasedonSensitivityAnalysisofBeamandJoint　　YAOZaiqi1，2，3，MENYongxin3，LILuoxing1，2，MAOXuefeng4，ZHULing3，MAFangwu5　　　　Abstract：ItisknownthatBody-in-Whitestructuresignificantlyinfluencesthevehicleper

3、formance，andvehiclebodyisthebasisforitsdesign.InaPMVconceptualdesignphase，themainframestructurewasquicklydividedintoseveraljointsandbeamelementsbymeansofparameterizationtechnique.49kindsofbilaterallysymmetricaljointsandbeamswerelocallytreatedasrigid.Thesensitivityoftorsionalstiffness，bendingstiffne

4、ss，andreartorsionalmodaltoeachlockedrigidstructurewasanalyzedandranked.Therelativesensitivitiesofthestructures，suchasBEAM_D-PLR_LWR，BEAM_ROOF_RR，andRAIL_RRonthetorsionalstiffnessweremorethan5%，whiletherelativesensitivityofthestructures，suchasFLOOR_RR_CB_FRT，RAIL_CTR，andRAIL_RRonthebendingstiffnessw

5、asmorethan4%.Thetorsionalstiffnesswasincreasedby9.0%，thebendingstiffnesswasincreasedby4.8%，andthereartorsionalmodalwasincreasedby2.0%bymeansofstructureandthicknessoptimization，structuralthinningandreduction，andprocessingimprovementforsensitivestructure.Ontheotherhand，themassofBIWwasobviouslynotincr

6、eased.　　Keywords：parameterizeddesign；sensitivityanalysis；structurerigidization；joint；beamelement　　现代汽车主要采用承载式车身结构，其白车身对整车刚度的贡献可达60%以上[1]，因此车身具有足够刚度才可保证其装配和使用要求.由接头和梁结构组成的车身框架的截面形状和几何特性对白车身刚度性能影响尤为重要.在概念设计阶段研究接头、梁截面对车身刚度的影响，提出优化方案，有利于提升整车性能、提高概念设计精度、缩短汽车设计周期.　　邢子敬等[2]建立全参数化的概念车身模型，通过改变梁截面的方向和厚度来研究截面

7、特性对车身刚度的影响；潘星辰等[3]在车身概念设计中对接头部件进行简化处理模拟；任山[4]截取现有车型的白车身主断面图并计算相关主断面的力学特性数据，通过简化模型静态性能的验证探讨该方法的可行性；李龙[5]基于梁截面参数的灵敏度，运用向量优化法对某些截面的截面特征参数进行优化，从而实现车身的轻量化.目前对概念�身分析所得的主要评价指标与详细车身模型主要指标存在着较大差异，主要是由于简化车身模型的接头单元被设计