某微型客车车身底板应力分析及优化设计

论文摘要

汽车车型的更新换代速度日益加快,各厂家在外观设计、操控性能、空间组合、安全性能、人性化设计、承载性能等总体技术方面进行了性能提升以满足客户日益提高的要求。其中微车有一个发展方向是追求内部空间更宽,更大,同时能承受更大载重。这样就对日益变大的车厢底板尤其是后底板提出了新的要求。车身底板是车身的重要组成部分之一,车身的骨架都直接或间接的焊在车身底板上。轿车的底板一般由前底板,中底板,后底板组成,其尺寸一般不大,采用分块式结构较多。[1]微型客车价格低廉,面向基层用户,要求适用于农村矿山等道路情况复杂的地方,且要求具有很好的货物承载功能及宽大的空间。因此在设计底板尤其是后底板时多半采用一体式平整而宽大长的板料,这样较能满足低成本及客户的需求。然而,书籍上关于微车底板的论述较少,多半是企业在实践中进行摸索。各微车公司早已启用CAE技术进行分析及优化设计,在近年来取得明显的技术进步和经济效益的同时也暴露了设计经验不足,缺乏车身强度分析方法和评价指标的问题。如在座椅安装点在底板的应力分析时,其施力大小,方向,边界约束,应用工况等一直存在不用意见。以至需要用路试来不断进行校合,反复修改设计。同时,对底板开裂应进行哪种分析也没有很好的研究。以至于出现分析报告说不开裂的地方却开裂了,分析开裂的地方却没有开裂等问题,最终造成反复更改结构。这些问题的存在明显延长了设计开发的周期和成本,影响了产品的市场竞争力,尤其是设计的变更更会影响企业的经济效益。本课题从实际中遇到的一个开裂问题出发,结合工程师结构设计经验与CAE分析,在CAE的帮助下在较短时间内挑选出适合企业要求的结构方案,并为以后进行底板设计时总结了做CAE分析的一般方法与要求。满足企业的低成本,高价值,高速度的要求。本课题主要偏向于工程实际应用,将老工程师经验与新技术CAE结合,快速解决开裂问题。本次研究已取得一定成效,但在绝对准确及深层原理上仍有所欠缺,需要在今后的实践中继续深入研究和总结。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 工程结构分析概述
• 1.3 微型客车车身结构特点
• 1.4 本文主要内容
• 第2章 X30 微型客车开裂分析
• 2.1 开裂区域的分析与初步判断
• 2.1.1 开裂区域的结构分析
• 2.1.2 开裂区域的裂纹分析
• 2.1.3 开裂区域的焊点分析
• 2.2 底板开裂区域结构的初步方案优化
• 2.2.1 对原因分析的归总及问题解决思路
• 2.2.2 具体的结构加强方案
• 2.3 小结
• 第3章 车身结构分析有限元模型建立与分析
• 3.1 车身结构有限元模型的建立
• 3.1.1 车身几何模型处理
• 3.1.2 材料的定义
• 3.1.3 有限元模型连接方式的模拟
• 3.1.4 有限元法基础
• 3.1.5 梁的有限元法
• 3.1.6 板的有限元法
• 3.2 小结
• 第4章 车身 CAE 分析
• 4.1 车身强度 CAE 分析
• 4.1.1 车身静应力分析
• 4.1.2 加载的确定
• 4.1.3 加速度的确定
• 4.2 车身结构模态分析
• 4.2.1 车身模态分析
• 4.3 微车车身结构疲劳寿命分析
• 4.3.1 车身结构疲劳分析重要性
• 4.3.2 车身结构疲劳寿命分析
• 4.4 车身结构焊点分布分析
• 4.5 小结
• 第5章 改进方案的确定
• 5.1 对静应力 CAE 分析数据的分析
• 5.2 对其他 CAE 分析的选择
• 5.3 小结
• 结束语
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢