1、白车身扭转刚度分析报告项目名称：QQ458321486编制： 日期：校对： 日期：审核： 日期：批准： 日期：XX汽车有限公司2013年03月目 录1分析目的12使用软件说明13有限元模型建立14白车身扭转刚度分析边界条件15分析结果36结论9白车身扭转刚度分析报告 XX汽车有限公司第1页 共9页1分析目的车身是轿车的关键总成，除了保证外形美观以外，汽车设计工程师们更注重车身结构的设计。车身应有足够的刚度，刚度不足，会导致车身局部区域出现大的变形，从而影响了车的正常使用。低的刚度必然伴随有低的固有频率，易发生结构共振和声响。本报告以QQ白车身为研究对象，利用有限元法，对其进行扭转刚度分析。2使
2、用软件说明本次分析采用Hypermesh作前处理，Altair optistruct求解。HyperMesh是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面，与多种CAD和CAE软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能；AltairOptistruct是一个综和隐式和显示求解器与一体的大规模有限元计算软件，几乎所有的线性和非线性问题都可以通过其进行求解。AltairOptistruct最强大的功能是其友好的CAO接口，通过AltairOptistruct可以进行形状、尺寸
3、、拓扑结构等优化，采用固定的内存分配技术，具有很高的计算精度和效率。3有限元模型建立根据设计部门提供的白车身的工艺数模建立QQ的计算模型，对模型进行了有限元离散处理：白车身所有零部件都采用板壳单元进行离散，并尽量采用四边形板壳单元模拟，少量三角形单元以满足高质量网格的过渡需要；粘胶用实体单元模拟，焊接采用CWELD和RBE2单元模拟。其中四边形单元469700个，三角形单元15543个，三角形单元比例3.4%。QQ数模及有限元模型见下图：图1 QQ数模及有限元模型4白车身扭转刚度分析边界条件对设计车QQ施加边界条件：在前悬架与车身连接处约束X、Y、Z移动自由度和X、Y的旋转自由度，分三个子工况
4、在后悬架板簧前吊耳铰接处、两吊耳中间限位支架处和板簧后吊耳铰接处施加大小为3000N、方向相反两个集中力。白车身扭转刚度分析各子工况边界条件的加载如下：白车身扭转刚度分析报告 XX汽车有限公司第2页 共9页图2 白车身扭转刚度分析子工况1边界条件图3 白车身扭转刚度分析子工况2边界条件白车身扭转刚度分析报告 XX汽车有限公司第3页 共9页图4 白车身扭转刚度分析子工况3边界条件5分析结果考虑到本车前悬架为独立悬架，后悬架为板簧连接的非独立悬架，通过分析得到每个扭转子工况下加载点的最大位移，来计算白车身在每个子工况下的扭转刚度，然后求得平均扭转刚度作为白车身的扭转刚度。在各扭转工况下，白车身Z向
5、变形图如下：图5 QQ白车身Z向变形图（子工况1）白车身扭转刚度分析报告 XX汽车有限公司第4页 共9页图6 QQ白车身Z向变形图（子工况2）图7 QQ白车身Z向变形图（子工况3）根据分析得到的位移数值，可以求出各个子工况的扭转刚度。扭角计算公式为：arcsin(|Z1-Z2|)/Y)，其中Z1、Z2为左右加载点Z向位移，Y为左右加载点Y向距离。扭转刚度计算公式为：扭转刚度 )/()180( T白车身三个扭转子工况下加载点的Z向位移、扭角计算值和刚度见下表：白车身扭转刚度分析报告 XX汽车有限公司第5页 共9页表1 加载点位移和刚度表子工况1 子工况2 子工况3左、右加载点位移（mm） 3.3
6、79 3.361 4.85-4.106 -5.412 -5.623扭角（） 0.438 0.513 0.612刚度（Nmm/ ） 6718.9 5732.4 4801.9计算平均刚度作为白车身的扭转刚度：白车身扭转刚度（6718.9+5732.4+4801.9）/35751.1N mm/ 本次分析在车身纵梁下部和门槛下部分布了一系列考核点，通过考核点的X坐标值和车身扭转时产生的转角描绘扭转变形曲线。考核点如图8所示。图8 QQ车考核点位置白车身扭转刚度分析报告 XX汽车有限公司第6页 共9页表2 扭转子工况1考核点变形值序号 X坐标（mm） 考核点垂向变形量Z1-Z2（mm）/扭角（）前纵梁Z
7、1-Z2（mm） 扭角（） 门槛Z1-Z2（mm） 扭角（） 后纵梁Z1-Z2（mm） 扭角（）1 100 -0.395 -0.030972 400 -0.903 -0.069943 700 -1.474 -0.10871 -2.196 -0.092534 900 -2.205 -0.14972 -2.998 -0.123605 1200 -2.986 -0.19869 -4.237 -0.178536 1500 -3.825 -0.25741 -5.528 -0.232627 1800 -5.172 -0.31051 -6.692 -0.281358 2100 -7.648 -0.32223
8、 -6.182 -0.360619 2400 -8.761 -0.36874 -7.101 -0.4151510 2600 -7.461 -0.4362011 2800 -7.718 -0.4512212 3000 -7.747 -0.4528713 3200 -7.669 -0.44872扭转子工况1变形曲线见下图：图9 扭转子工况1变形曲线图白车身扭转刚度分析报告 XX汽车有限公司第7页 共9页表3 扭转子工况2考核点变形值序号 X坐标（mm） 考核点垂向变形量Z1-Z2（mm）/扭角（）前纵梁Z1-Z2（mm） 扭角（） 门槛Z1-Z2（mm） 扭角（） 后纵梁Z1-Z2（mm） 扭角（
9、）1 100 -0.390 -0.030582 400 -0.896 -0.069403 700 -1.459 -0.10761 -2.214 -0.093294 900 -2.188 -0.14857 -3.040 -0.125335 1200 -2.941 -0.19569 -4.341 -0.182916 1500 -3.749 -0.25229 -5.657 -0.238057 1800 -5.105 -0.30648 -6.902 -0.290188 2100 -7.964 -0.33554 -6.170 -0.359919 2400 -9.293 -0.39114 -7.191 -
10、0.4204110 2600 -7.750 -0.4531011 2800 -8.303 -0.4854212 3000 -8.666 -0.5065913 3200 -8.770 -0.51314扭转子工况2变形曲线见下图：图10 扭转子工况2变形曲线图白车身扭转刚度分析报告 XX汽车有限公司第8页 共9页表4 扭转子工况3考核点变形值序号 X坐标（mm） 考核点垂向变形量Z1-Z2（mm）/扭角（）前纵梁Z1-Z2（mm） 扭角（） 门槛Z1-Z2（mm） 扭角（） 后纵梁Z1-Z2（mm） 扭角（）1 100 -0.377 -0.029562 400 -0.890 -0.068933 7
11、00 -1.452 -0.10709 -2.239 -0.094344 900 -2.174 -0.14762 -3.079 -0.126935 1200 -2.889 -0.19223 -4.363 -0.183846 1500 -3.643 -0.24516 -5.735 -0.241337 1800 -4.937 -0.29640 -7.016 -0.294978 2100 -8.137 -0.34283 -5.971 -0.348309 2400 -9.568 -0.40271 -6.930 -0.4051510 2600 -7.553 -0.4415811 2800 -8.173 -0.4778212 3000 -8.787 -0.5136713 3200 -9.372 -0.54837扭转子工况3变形曲线见下图：图11 扭转子工况3变形曲线图白车身扭转刚度分析报告 XX汽车有限公司第9页 共9页6结论通过上述计算结果可知：6.1 QQ白车身扭转刚度为5751.1N mm/ 。6.2 通过变形云图可以看出，设计车位移等值线过渡自然，无突变，说明白车身变形状态良好，见图5图7。6.3 从扭转变形曲线看，曲线无突变，该车扭转变形良好。
