白車身結構強度分析報告

定春不是貓

2016年6月3日 13:40

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1.分析目的

白車身結構的靜強度不足則會引起構件在使用過程中出現失效。本報告采用有限元方法對Q11白車身分別進行了滿載、 1g制動、0.8g轉彎、右前輪抬高150mm、左后輪抬高150mm、右前輪左后輪同時抬高150mm,6種工況的強度分析，觀察整車受力狀況，找出高應力區，考察其零部件的強度是否滿足要求，定性地評價Q11白車身的結構設計，并提出相應建議。

2.使用軟件說明

本次分析采用HyperMesh作前處理，Altair optistruct求解。HyperMesh是世界領先的、功能強大的CAE應用軟件包，也是一個創新、開放的企業級CAE平臺，它集成了設計與分析所需的各種工具，具有無與倫比的性能以及高度的開放性、靈活性和友好的用戶界面，與多種CAD和CAE軟件有良好的接口并具有高效的網格劃分功能；Altair Optistruct是一個綜和隱式和顯示求解器與一體的大規模有限元計算軟件，幾乎所有的線性和非線性問題都可以通過其進行求解。通過Altair Optistruct可以進行任何形狀、尺寸、拓撲結構的優化，采用固定的內存分配技術，具有很高的計算精度和效率。

3.模型建立

對車身設計部門提供的Q11白車身CAD模型進行有限單元離散，CAD模型以及有限元模型如圖3.1所示。白車身所有零部件均采用板殼單元進行離散，并盡量采用四邊形板殼單元模擬，少量三角形單元以滿足高質量網格的過渡需要，網格描述見表3.1。

圖3.1 Q11白車身CAD以及有限元模型

表3.1 網格描述

單元類型四邊形單元三角形單元

單元數目 469700 15543

三角形單元比例 3.4%

焊接模擬 Rbe單元及實體單元

涂膠模擬實體單元

單元質量良好

強度分析模型質量按整車滿載質量計算，其中的白車身附加質量（見表3.2）用質量點單元CONM2單元模擬。發動機和變速箱、油箱、備胎、冷凝器、前門總成、滑移門總成、后背門總成、發動機罩總成、前排座椅及乘員等使用RBE剛性單元加載到相應總成的安裝處。由于額定載貨質心的不可確定性，無法給定具體質心位置，因此本次分析在經驗基礎上確定質心位置，并將額定載貨分布于后地板多處主要受力點處進行模擬。具體質量點分布情況可參考圖3.2。

表3.2 Q11白車身附加質量及質心

序號部件質心坐標（X，Y，Z），mm 質量，kg

1 發動機和變速箱 1036.0，-24.0，187.7 130

2 燃油箱 1958.9，258.4，54.0 34

3 備胎 3525.8，94.8，22.2 12

4 散熱器 -64.2，0.70，350.4 2.5

5 蓄電池 1061.903,-456.199,270.094 10

6 前門總成 813，±731，671.3 23/23

7 中門總成 1763.3，±733.8，649.7 25/25

8 后背門總成 3627.1,0,918.7 27

9 發動機罩總成 -66.9，0，787 6.5

10 主、副駕駛座椅及乘員 1195,-295/320,616 87.5/87.5