原文传递
基于NASTRAN的某SUV车身刚度及模态的仿真与优化
| 论文题名： | 基于NASTRAN的某SUV车身刚度及模态的仿真与优化 |
| 关键词： | 运动型实用汽车;白车身设计;模态分析;刚度分析;灵敏度 |
| 摘要： | 现代社会生活中人们对汽车的要求不仅仅满足于汽车的功能上，对汽车结构和性能的要求也在不断的提高，而车身是影响整车各种性能指标的重大因素之一。现代城市SUV几乎采用承载式车身，车身整体承受了来自汽车的各个总成的载荷，如动力总成系统、悬架系统及排气系统等，这就对其刚度等静态力学性能和模态等动态力学性能提出了更高的要求。在车身的现代化设计中，以有限元分析为代表的CAE技术起着相当重要的作用，几乎贯穿了汽车设计的全过程，有限元法的使用不仅可以大幅度的缩短新车型的研发周期，还降低了项目的研发成本。 本文研究内容来自于某SUV白车身结构性能的研究项目，主要是利用静力分析、模态分析、车身结构灵敏度分析等理论，结合以有限元分析为代表的CAE仿真技术，对白车身进行了分析，并与实验值进行对比，确保仿真的准确度。本文主要针对车身刚度和模态的优化分析与研究，使车身结构满足弯曲刚度、扭转刚度和固有模态、接附点动刚度这些基本力学性能要求，同时使车身的静、动态特性得到改善;建立了零件板件厚度与刚度、模态的灵敏度关系，利用单目标尺寸优化，在不降低刚度和模态的基础上，最大程度降低车身的质量。本文主要的研究内容如下: 建立了白车身的有限元模型，介绍了有限元建模的基本流程以及建模常用的材料参数，对车身的细节特征进行了简化，利用2D单元和3D（四面体）单元对车身进行了网格的划分，建立了详细的有限元模型。 对白车身结构进行了模态分析（一阶扭转模态和一阶弯曲模态）、刚度分析（弯曲刚度和扭转动刚度）以及对主要安装点动刚度进行了分析并作了相关评价，并对仿真值与实验值进行了对比分析，个别模态和接附点动刚度未达到经验值要求，最终通过改进后端局部结构和连接点部位的结构对模态和原点动刚度进行了控制。对车身的相对较弱部分进行合理而有效的增强，有效的提高了车身的模态以及刚度。 对白车身的弯曲刚度、扭转刚度、一阶扭转模态、一阶弯曲模态进行灵敏度分析，找出了灵敏度相对较大的钣金件，然后利用OptiStruct软件进行了单目标（厚度）尺寸优化，经优化后，使白车身总质量降低了4.3Kg，在保证白车身整体性能（刚度和模态）的同时，实现了白车身的减重设计。 |
| 作者： | 高宏亮 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 焦志勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
