轿车车身模态及扭转刚度灵敏度分析

本文以某轿车白车身为研究对象,建立有限元模型,采用优化软件OptiStmet,以车身结构件的板厚为设计变量,进行车身一阶扭转固有频率、车身扭转刚度对板厚的灵敏度分析,找出对车身动、静态特性影响较大的部件,据此确定车身结构的最优设计方案.该方法能够为车身结构动态、静态特性的改进、车身的轻量化和车身结构的优化设计提供重要依...     

基于模态和刚度灵敏度分析的白车身轻量化研究

以某在研车型为研究对象,建立了白车身有限元模型,以车身板厚为设计变量,基于模态和刚度进行了灵敏度分析,综合考虑汽车的制造成本和性能要求,找到影响较大的部件进行优化,并确定最终方案。经过优化白车身共减重10.2 kg,轻量化指数降低了0.22,性能验证分析的结果显示白车身模态、刚度、强度、安全各项性能均能满足目标值的要求,表明基于模态和刚度灵敏度分析的白车身轻量化分析方法是有效的。     

商用车车身高强钢应用部位优化方法研究

通过将商用车的动态碰撞过程转换为静态挤压过程,以白车身各部件的钣金厚度为变量,开展基于等效碰撞的乘员生存空间对各部件刚度的灵敏度分析,以此找出白车身不同部位零件刚度对乘员生存空间的影响。结合各部件的成型工艺性,制定出相关部件的材料强度提升方案,进行碰撞仿真分析,对材料强度优化前后的碰撞结果进行对比,结果表明该方法对车身高强钢应用部位的优化具有一定的指导作用。     

轿车白车身隐式全参数化建模与多目标轻量化优化

利用SFE-Concept参数化设计软件,建立了某轿车白车身隐式全参数化三维几何模型,在此基础上建立了参数化白车身的有限元模型,计算分析了其低阶固有振动特性和白车身的扭转与弯曲刚度,并通过试验验证了分析结果的有效性。利用相对灵敏度分析方法选出66个白车身零件板厚作为轻量化设计变量,以白车身的总质量、扭转和弯曲刚度为优化目标函数,白车身的1阶弯曲和1阶扭转模态频率为约束条件,利用遗传优化算法对白车身进行了多目标轻量化优化。结果表明,轻量化后的白车身1阶扭转频率和1阶弯曲频率的变化均小于1%,虽然扭转刚度降低了4.5%,弯曲刚度降低了1.8%,但仍满足设计要求。而在不改变用材的情况下,白车身总质量降低了19.4kg,即减轻了6.4%,取得了明显的轻量化效果。     

基于Sobol'法的白车身弯扭刚度灵敏度分析及优化设计

为了提高某轿车白车身弯扭刚度性能,文章采用全局灵敏度分析方法进行白车身结构优化设计。首先,分别建立白车身弯曲刚度及扭转刚度的有限元模型,进行结构性能的分析;然后,以车身部件的厚度作为分析参数,采用基于Sobol'法的全局灵敏度分析方法,获得各个部件对弯扭刚度的综合贡献度;最后,根据部件的敏感程度进行结构优化设计。结果表明,在兼顾白车身总质量的前提下,弯曲刚度提高15. 66%,扭转刚度提高12. 28%,显著提高了白车身的结构性能。     

基于灵敏度分析的白车身轻量化设计

以某轻型客车的白车身为研究对象,建立白车身有限元模型,并使用模态实验验证了模型的准确性,对该车身进行灵敏度分析,以车身结构件的钣金件料厚作为设计变量,分析车身前两阶整体模态频率相对于料厚的灵敏度,找出对车身动态特性影响明显的零部件,并根据车身灵敏度对结构部件进行优化改进。     

基于HyperWorks白车身灵敏度分析及结构优化

摘要：以白车身钣金件厚度为设计变量,以白车身质量最小为目标,以白车身扭转刚度不低于原有结构的扭转刚度为约束函数,得到扭转刚度对各板件厚度的灵敏度,通过调整板件厚度,对白车身结构进行优化。优化结果表明,在扭转刚度性能略有提高的情况下实现了减重目标。     

特殊工况下货车驾驶室的结构优化

以某轻型载货汽车为例,建立驾驶室有限元模型,通过实验模态与数值模态对比进行模型验证。驾驶室与车架通过翻转机构连接,决定了载荷工况的特殊性。分析驾驶室的受力情况。在外载不变的情况下,基于各部件板厚的灵敏度值,对驾驶室进行轻量化处理。轻量化结果用于外部载荷大小的更新,计算得到结构改进后的驾驶室强度。分析结果表明：通过对灵敏部件的板厚修改,在总车身质量减小的情况下,白车身的强度也有一定提高。     

基于分析驱动设计的封闭白车身轻量化多目标优化

本文旨在进行基于分析驱动设计的封闭白车身轻量化多目标优化。首先建立隐式参数化封闭白车身模型,以快速实现有限元模型的变化与更新。进而对生成的有限元模型进行模块化设置。结合参数化模型和模块化设置实现了封闭白车身后台全自动运算的功能。以封闭白车身质量最小、扭转刚度最大为目标,车身1阶弯曲模态、弯曲刚度和弯扭工况强度为约束,板件厚度、主断面位置和主断面形状等54个参数为设计变量,采用NSGA-Ⅱ算法,对封闭白车身进行轻量化多目标优化。优化算法根据性能梯度变化和相应的搜索功能实现了"分析驱动设计"的理念。优化结果表明,封闭白车身质量降低32.41kg,轻量化率达7.63%。除白车身静态弯曲刚度降低0.74%之外,其他性能均得到提升,最大的改善率为2.69%。     

刚度、强度与频率约束下的白车身板厚尺寸优化

全面地考虑了刚度、强度与频率约束,对某轿车的白车身结构进行轻量化设计。首先根据工艺要求对白车身结构进行了组件化建模,选取了关键的82个组件,每个组件中的板单元的厚度相同。其次在静态弯扭工况与自由模态工况下对车身结构进行了有限元分析。然后以质量最小为目标,以弯扭刚度、应力和前3阶固有频率为约束条件,板厚为设计变量,建立了白车身结构优化模型。最后采用序列线性规划进行非线性优化,取得了良好的轻量化效果:白车身质量减轻34.6kg,减轻率达11.4%。     

白车身静刚度测试方法研究

在现代轿车的设计开发过程中,轿车车身大多数采用全承载式结构,承载式车身几乎承载了轿车使用过程中的各种载荷,因此轿车车身的刚度特性具有举足轻重的作用。文章以某车型为例介绍了如何用试验的方法,较为精确地测得白车身的静刚度。车身刚度不合理,将直接影响轿车的结构可靠性和耐久性、车身安全性及操纵稳定性等关键性指标。通过比较评估测试结果,建立数据库,为今后的研发工作奠定了基础。     

灵敏度分析方法在车身轻量化中的应用

建立了某轿车车身有限元模型,由有限元分析求得车身固有频率与刚度值,并通过模态试验验证了该模型的合理性.根据车身构件的灵敏度分析结果选择设计变量,在提高车身刚度和动态性能的前提下,以轻量化为目标优化车身构件厚度,使车身总质鼍减轻了9.7%;刚度和固有频率也都有所提高.     

基于对标的商用白车身静态刚度试验与分析

白车身刚度是车身开发阶段研究的重要内容之一,对汽车稳定性、舒适性等具有十分重要的意义。针对某款商用车白车身,进行静态扭转和弯曲刚度实验,并将样车与标杆车实验数据进行对比分析、评价,得出样车刚度性能指标及进一步改进方向。     

轿车白车身模态分析及试验验证

轿车白车身的模态特性是控制汽车振动特性的关键,与整车NVH等重要特性密切相关,文章介绍了有限元模型的建立方法,并运用ANSYS软件在建立的轿车白车身有限元模型的基础上进行模态分析,通过白车身模态试验验证了模型的准确性,进而可以通过模型进行模态分析得出白车身的动态特性,为白车身的进一步优化分析提供一个很好的基础。     

基于刚度和模态性能的轿车车身轻量化研究

以某型轿车为例,建立车身的有限元模型,应用以灵敏度分析为基础的修正可行方向优化算法,在保证车身刚度和模态性能不降低的前提下,以车身结构质量的最小化为目标,优化车身零件的厚度,从而实现车身结构的轻量化,车身减轻的质量为原来的6.22%,车身结构的弯曲和扭转刚度也都获得不同程度的提高,主要模态频率变化在1Hz以内。     

轿车白车身模态试验研究

通过对某型轿车4种不同状态白车身的模态试验,得到了各状态白车身的固有频率和振型,在此基础上分析了不同状态白车身结构频率分布特性及对整车NVH特性的影响。研究表明,该型轿车白车身的低频动态特性较好,局部模态特性有待改善;增加阻尼对车身模态特性有小的弱化作用;增加挡风玻璃对车身模态特性有一定改善;增加天窗对车身模态特性有较大的弱化。     

基于PolyMAX方法的某轿车白车身实验模态分析

对实验模态分析的有关理论与方法,尤其是最小二乘复频域法的理论进行了详细介绍.分别采用最小二乘复频域法和最小二乘复指数法对某轿车白车身进行了实验模态分析并对其结果进行比较和分析.最后将实验结果和有限元模态分析结果进行对比,并结合刚度测试结果,对向车身提出改进意见.     

微型客车车身结构综合评价

以某微型客车为例,采用CAE技术对微型客车车身结构特性的综合评价方法进行研究。对微型客车白车身模态、刚度和强度、车身接头刚度、车身挂点强度、车身耐撞性等结构性能进行了分析和评价,包括载荷、边界条件的设置,以及评价指标及其合理范围,可供相关车身研发分析参考。     

关于SPC技术在汽车白车身制造中的应用研究

白车身制造精度是汽车外观质量的载体,直接影响整车外观匹配和整体性能进而影响客户满意度和整车品牌形象。我国自主品牌汽车要想在竞争中赢得一席之地,提高汽车白车身制造精度是关键所在。SPC统计学方法对白车身制造过程进行质量控制并进行分析,根据分析结果采取相应措施,从而达到过程异常预警、降低过程浪费、提升过程能力,从而确保白车身制造精度。     

兼顾鲁棒性的多目标焊点自适应优化方法

电阻点焊是白车身制造过程中主要的装配工艺手段,其数量和布置会对白车身动刚度和静刚度产生很大的影响,但这两种影响并不总是一致的。因此,在以同时提升动/静刚度为目标的焊点优化中,需要一种能够兼顾动刚度和静刚度的指标,同时还要确保生产中的工业鲁棒性,使焊点设计方案实施效果不会轻易受到焊点制造缺陷的影响。本文中提出了一种以焊点及相邻单元应变能为基础,兼顾动刚度性能和静刚度性能的焊点优化决策指标,并利用该指标,构建了高效的鲁棒性分析方案,从而形成了一种多目标的焊点自适应优化方法,能实现同时考虑多种性能指标和鲁棒性的焊点优化过程。该方法被应用于某款轻型客车白车身焊点的性能优化和鲁棒性分析,并通过试验验证了其有效性。