引入成形因素的車身結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、隨著全球汽車保有量的與日俱增，產(chǎn)品的安全、節(jié)能和環(huán)保成為當(dāng)今汽車工程領(lǐng)域的三大主題和研究熱點(diǎn)。汽車產(chǎn)品的輕量化設(shè)計(jì)，不僅可以減少燃油消耗，節(jié)約能源，同時(shí)還可以降低排放，是一項(xiàng)一舉多得且行之有效的措施。車身作為汽車三大總成之一(車身、底盤和發(fā)動(dòng)機(jī))，占整車質(zhì)量的40％-60％，因此，對(duì)車身結(jié)構(gòu)的輕量化意義重大、有潛力且切實(shí)可行。 現(xiàn)代CAE技術(shù)輔助車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)的主要手段之一，其計(jì)算精度與可靠性則是實(shí)現(xiàn)輕量化的關(guān)鍵

2、。汽車車身特別是轎車車身的結(jié)構(gòu)件及表面覆蓋件大都采用冷沖壓成形工藝制造，成形過程會(huì)導(dǎo)致沖壓件的厚度不均勻和卸載產(chǎn)生的殘余應(yīng)變和應(yīng)力等，這些因素對(duì)車身結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度、振動(dòng)特性以及疲勞耐久性都會(huì)帶來影響；然而常規(guī)結(jié)構(gòu)分析都給忽略掉了。那么，在結(jié)構(gòu)分析之前，對(duì)車身結(jié)構(gòu)中各沖壓件進(jìn)行預(yù)成形分析，并將所得的成形因素引入結(jié)構(gòu)分析與疲勞壽命分析，將可以獲得更加真實(shí)可靠的模擬結(jié)果，為車身結(jié)構(gòu)輕量化與優(yōu)化設(shè)計(jì)提供更加精確的參考數(shù)據(jù)。 本文采用一

3、步逆成形有限元法，以一步成形模擬軟件系統(tǒng)KMAS作為預(yù)處理，基于COMX平臺(tái)自行編寫了引入成形因素的程序組件，實(shí)現(xiàn)了一步逆成性模擬與結(jié)構(gòu)分析的聯(lián)合仿真分析。文中以汽車白車身及前縱梁為例，采用MSC.Nastran軟件分別對(duì)其進(jìn)行了引入成形因素的結(jié)構(gòu)分析，重點(diǎn)研究了單元節(jié)點(diǎn)厚度和單元等效塑性應(yīng)變對(duì)結(jié)構(gòu)仿真的影響，分析對(duì)比了引入成形因素前后車身扭轉(zhuǎn)剛度與彎曲剛度、主要開口變形量以及振動(dòng)特性，結(jié)果表明為提高結(jié)構(gòu)分析精度，有必要采用考慮沖壓成形