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原文传递微型客车白车身有限元建模及静动态特性分析

论文题名：	微型客车白车身有限元建模及静动态特性分析
关键词：	微型客车;车身;有限元建模;静态特性;动态特性
摘要：	微型客车车身是整车的主要组成部分，车身的各项性能直接影响到整车的安全性、舒适性和操纵性，故在微型客车车身的设计阶段对其静动态特性的分析是不可缺少的。它不仅缩短汽车生产周期，提高汽车的整车质量，而且降低了汽车的生产成本。　　本课题以“某微型客车白车身”的车身模型为研究对象，通过微型客车白车身造型、有限元建模、车身结构静动态特性等产品设计开发技术，完成了白车身静动态特性的分析。　　课题的主要内容包括：　　1.建立白车身有限元模型　　(1)根据白车身结构及零件装配关系建立白车身三维实体模型；　　(2)基于UG6.0的三维实体模型，并且对相关的曲线、曲面和实体进行修改和重构、结构的合理简化。建立UG6.0与Workbench12.0之间的数据接口，把UG6.0内建好的模型导入到Workbench12.0中去，为建立合理的有限元模型做准备；　　(3)本课题处理接触关系采用了两种方法：自动默认法和模拟焊接法。自动默认法就是在UG6.0建立的模型基础上，导进Workbench12.0中去，DesignModeler自动识别构件的接触关系，把整个车身作为一个整体；模拟焊接法就是直接应用DesignModeler中提供的点焊焊接关系来处理构件之间的连接关系。在Workbench12.0中，以4面体和6面体实体单元为主，对车身实体模型进行网格划分，其节点总数是253089，单元的总数是123928。其单元数量级达到同类白车身网格划分的要求，从而建立有限元模型。　　2.白车身结构静态分析　　在有限元模型的基础上，模拟了白车身静态弯曲、扭转和弯扭组合这三种典型工况，分别得到了该工况下白车身模型的整体、Z向变形云图和整体应变云图，并分别选择车身上的一条路径，得到该路径在整体变形下的位移和应变曲线。　　在模拟弯曲工况时，分别对利用两种接触关系建立起来的模型进行模拟，并比较了两种模型的结果，并确定采用模拟焊接法建立的模型作为分析的对象。并且在原车身模型的基础上，对车身结构进行改进，使车身加强部分形成封闭结构，再次进行静态弯曲工况模拟，得到相应的结果，并且与改进前的模型模拟结果进行对比，最后从整个车身和Z向变形的角度分析了两次模拟的结果。　　3.白车身结构动态分析　　(1)模态分析　　完成了虚拟环境下白车身的自由模态分析。通过对微型客车白车身结构改进前后的有限元模型进行了模态分析，分别提取了车身结构的前6阶固有频率和振型，为以后车身结构的改进和再设计提供了依据。　　(2)谐响应分析　　完成了白车身的谐响应分析。对车身前部的左右两侧施加正弦曲线载荷，最后获得应力、应变、位移、加速度与频率之间的关系曲线和应力、位移与相位角之间的关系曲线，并对结果进行了分析，对该车身舒适性的提高具有指导意义。　　本文研究的课题属于工程应用型，需要在今后的车身设计和分析中进一步加深研究，对不断完善车身设计和提高分析水平有很大的现实意义。
作者：	张恩慧
专业：	机械电子工程
导师：	张玉宝
授予学位：	硕士
授予学位单位：	内蒙古科技大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文