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基于MSC.Nastran车身强度优化分析 |
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作者：高晓庆 廖世辉 闫立志 陈建华 |
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摘 要：研发中的试制车辆在道路试验过程中通常会出现开裂等问题。在设计过程中需关注车身的强度。CAE通过强度分析模拟路试中极限工况，找出风险区域，提供结构优化方案，提高车辆性能，避免车辆在实际使用中出现开裂的质量问题，保证车辆的正常使用。本文针对开裂问题进行结构优化。
关键词：白车身；强度； CAE
1 引 言
车辆研发需要进行试制车辆的道路试验，重点考察设计车辆的性能。设计要求在路试中车身不可以出现开裂。CAE 通过车身强度分析可模拟试制车辆在道路试验中的多种极限工况，找出风险区域，提供解决方案。因此车身的强度分析对于整车的正常使用有非常重要的作用。本论文主要是针对路试中开裂的问题进行白车身多种极限工况下的强度分析，进行结构优化，解决开裂问题。
2 问题描述
杂合车在道路试验中出现开裂，需解决开裂问题，对车身进行结构优化。
图1 路试开裂图
3 基于Nastran 的汽车车身强度优化分析
本文以某项目开发为例，利用MSC.Nastran 分析白车身在颠簸+制动、单轮下掉、转弯、扭转极限工况下的强度，针对开裂区域提供解决方案。
3.1 模型
模型的节点数868，237，单元数为811，856，涉及到21 种材料。焊点类型为CWELD,焊点数目4，956 个。螺栓连接采用刚性单元RBE2。
图2 分析模型
3.2 边界条件与分析方法
本次分析中，考虑重力场作用，对轮心进行约束，模拟车辆在各种恶劣路面上行驶下的车身受力状态，考察车身极限强度。如下图所示：
图3 有限元分析模型
3.3 计算结果
从基础模型计算结果可知，在扭转工况下该开裂处应力集中，且应力值较大；在该工况下对B 柱下端结构进行优化，B 柱内板增加一加强件，位置如图4 所示：
图4 方案描述
计算结果如下图所示：
4 结论
1）通过采用有限元方法，分析了开裂的原因。
2）CAE 方法应用在方案设计中，可以有效避免潜问题。
3）亦可借助CAE 方法为已存在的性能问题提供有效的解决措施。
参考文献
[1] MSC.Nastran 基础培训教程
科学出版社，2005.(end)
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(5/22/2011) |
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