轿车车身刚度分析与结构优化研究

发布时间：2017-04-26 11:11

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【摘要】： 对轿车车身进行刚度特性的分析,可以指导人们对车身结构进行优化。轿车车身大多数采用全承载式结构,这种结构可以满足结构轻量化、操纵稳定性和制造工艺性等多方面要求。承载式车身几乎承载了轿车使用过程中的所有载荷,主要包括扭转和弯曲载荷。车身刚度不合理,将直接影响轿车的各项关键性指标,如:结构可靠性和耐久性、车身安全性、操纵稳定性、NVH性能、燃油经济性、车身结构轻量化、车身密封性、车身的静态和动态特性等。 进行轿车车身刚度优化分析的研究,其主要目的是合理提高车身整体刚度,对车身局部刚度的薄弱环节进行合理而有效的加强,使车身整体刚度达到设计要求。同时,车身刚度优化可以使车身的振动特性得到改善,并且可以使车身整体重量得以最大程度上的减轻,进一步解决车身轻量化问题。 本文利用有限元法对某A0车车身进行了刚度特性分析,探讨了车身刚度优化分析的方法。介绍了车身轻量化优化数学模型及结构灵敏度分析基本理论。探讨了车身轻量化策略及流程。建立了车身的有限元模型,分析了车身的结构灵敏度,对车身进行了优化设计,使车身减重3.37%,刚度和固有频率均有所提高。优化结果表明,在轿车开发过程中,灵敏度分析为车身结构修改提供了依据,是提升汽车NVH性能及车身轻量化的有效途径。
【关键词】：车身 有限元法 固有频率 灵敏度 刚度分析 刚度优化
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U463.82
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致谢7-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 引言12
• 1.2 轿车车身研究背景12-13
• 1.3 国内外发展现状13-15
• 1.4 课题来源以及研究内容15-17
• 第二章 有限元理论基础及CAE 技术17-24
• 2.1 有限元理论基础17-21
• 2.1.1 线弹性体静力学问题17-18
• 2.1.2 求解收敛问题18-19
• 2.1.3 结构整体刚度分析19-20
• 2.1.4 弹性体振动问题20-21
• 2.2 CAE 技术21-23
• 2.2.1 CAE 技术概述21
• 2.2.2 CAE 技术应用范围21-23
• 2.2.3 CAE 技术对车身设计的重要意义23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 车身有限元分析模型24-36
• 3.1 车身刚度有限元模型建立原则24-25
• 3.2 车身刚度有限元模型建立过程25-27
• 3.2.1 车身结构简化25-27
• 3.2.2 单元类型的选取27
• 3.3 有限元网格质量控制27-31
• 3.4 焊点的简化与处理31-32
• 3.5 整车有限元模拟32-35
• 3.5.1 材料属性及单位32-33
• 3.5.2 有限元建模策略33-35
• 3.5.3 车身焊点模拟35
• 3.6 本章小结35-36
• 第四章 车身静刚度及动态特性分析36-46
• 4.1 车身刚度计算36-38
• 4.1.1 车身弯曲刚度计算36-37
• 4.1.2 车身扭转刚度计算37-38
• 4.1.3 轿车门窗开口变形38
• 4.2 车身刚度有限元分析38-43
• 4.2.1 车身弯曲刚度模拟计算分析38-41
• 4.2.2 车身扭转刚度模拟计算分析41-43
• 4.2.3 车身刚度评价43
• 4.3 车身模态分析43-45
• 4.3.1 模态分析理论43
• 4.3.2 模态提取方法43-44
• 4.3.3 车身模态分析44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第五章 车身结构灵敏度分析及刚度优化46-53
• 5.1 车身结构灵敏度分析46-48
• 5.1.1 灵敏度分析基本理论46-47
• 5.1.2 车身灵敏度计算47-48
• 5.2 车身结构优化48-51
• 5.2.1 车身结构优化要注意的问题48-49
• 5.2.2 车身结构优化分析数学模型49
• 5.2.3 车身结构优化思路及流程49-50
• 5.2.4 车身结构优化50-51
• 5.3 车身优化前后结果对比与评价51-52
• 5.4 车身结构优化展望52
• 5.5 本章小结52-53
• 第六章 总结与展望53-55
• 6.1 总结53
• 6.2 工作展望53-55
• 参考文献55-58
• 攻读硕士学位期间发表论文58-59

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘宝越;侯文彬;张红哲;胡平;;车身结构概念设计系统多目标优化模块设计[J];农业机械学报;2011年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 鲁重阳;铝塑一体结构行李箱盖板开发技术研究[D];吉林大学;2011年

2 刘宝越;车身结构概念设计系统中多目标优化模块的实现[D];大连理工大学;2011年

3 张军峰;重型商用车驾驶室振动舒适性研究[D];重庆大学;2011年

4 赵娴;轿车白车身的有限元分析与研究[D];河北工业大学;2011年

5 汪家利;基于车身刚度及变形分析法的结构优化设计[D];武汉理工大学;2010年

6 文智明;汽车乘坐室结构振动噪声CAE分析与研究[D];合肥工业大学;2010年

7 毕振军;基于组件的车身概念结构数字设计软件的开发[D];大连理工大学;2012年

8 张学丘;车辆驾驶室结构噪声分析与控制的研究[D];合肥工业大学;2012年

9 席桂东;某轻型客车车身改进设计与试验研究[D];南京理工大学;2013年

10 孙文明;轿车白车身结构有限元分析及优化研究[D];长安大学;2012年

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本文编号：328348