車身底盤結構的案例
直播預告 | 新能源車車身與底盤解決方案與案例分享
精彩直播預告
新能源汽車打破傳統燃油車的動力格局，迅速引領著交通領域的變革，機遇與挑戰并存，快速發展帶來的技術迭代和激烈的市場競爭，要求企業對新產品的開發周期不斷壓縮，無論是車身結構還是底盤性能設計開發都面臨著新的技術挑戰，海克斯康工業軟件憑借在新能源汽車設計開發領域的豐富經驗為新能源車車身、底盤提供了完整的解決方案，幫助企業縮短研發周期、降低研發成本、加速創新進程實現可持續發展。
海克斯康新能源汽車車身、底盤解決方案包含車輛的結構線性、非線性分析，零部件、整車NVH分析，涵蓋車身、底盤、整車結構開發流程。該方案結合了MSC Nastran線性、非線性功能，分享了車輛開發中的典型工況、評價標準；結合新能源動力系統特點，揭示動力懸置系統開發中需要考慮技術難點、以及如何在MSC Nastran中實現；針對路面不平度激勵，演示基于輪胎模型，提升仿真精度；針對一體化鑄造車身、懸架系統鑄造件、電池包等系統引起的模型規模增大問題，介紹外部超單元、自動部件模態綜合法、高性能計算設置等關鍵技術幫助企業解決開發中的問題。
本期海克斯康直播講堂請到了汽車仿真技術專家李保國老師為我們帶來新能源汽車車身、底盤解決方案，從車身、底盤、整車結構等方面為您帶來一場技術與干貨的分享，趕快報名吧！
9月12日 14:00
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立即預定
直播內容聚焦
?? 基于同一軟件實現整車強度、剛度、NVH仿真等；
?? 基于有限元模型的動力學懸置系統開發；
?? 精確的輪胎模型，提升路噪仿真精度；
?? 電池包、鑄造車身等引起的模型規模增大解決方案。
李保國
海克斯康汽車仿真技術專家
北京理工大學車輛工程碩士。具有超過20年結構有限元、車輛振動噪聲分析相關經驗，結構力學、系統動力學、試驗與優化工程經驗豐富。
展開 解析奧迪車身底盤技術 ￥500
動態全輪轉向系統從電子底盤平臺（ECP）接收命令。它在前后軸上采用轉向干預，以將汽車穩定在行駛極限（在轉向不足，轉向過度和負載變化期間），或者在僅一側打滑的道路上行駛時。
6
預測性主動懸掛
預測主動懸架是一種完全主動的機電懸架系統。它可以單獨增加或減少每個車輪上的負載，以根據需要進行調整。因此，該系統在每種駕駛情況下均主動控制車身的位置。
每個車輪都有一個由48伏主電氣系統提供的電動機。電子底盤平臺（ECP）每五毫秒將控制信號發送到活動懸架。每個車軸一個動力電子單元處理它們以用于電動機。皮帶驅動和緊湊型應變波齒輪傳動將電動機的扭矩提高到1,100 Nm （811.3 lb-ft），并將其傳輸到鋼制旋轉管上。該管容納并牢固地連接到預張緊的鈦制防滾架上。該條長超過40厘米（15.7英寸），大約22毫米（0.9英寸）盡管強度高，但仍可以扭曲20度以上。力通過杠桿和連接桿從側傾桿的末端傳遞到懸架。該力在前橋上施加在自適應空氣懸架的氣動撐桿上，在后橋上施加在橫向連桿上。
主動式懸架的靈活性使行駛特性范圍達到了一個全新的維度。如果駕駛員在奧迪駕駛選擇系統中選擇“動態”模式，則該汽車將成為跑車。與傳統的懸架相比，它牢固地變成了彎角，車身側傾角減小了一半。制動過程中，身體幾乎不會下潛。但是，在“舒適”模式下，它可以在任何和所有路面不平整處順利滑行。主動懸架通過根據各自的行駛情況不斷向車身添加能量或從車身去除能量來沉降上部結構。這大大降低了系統的能耗。
展開 太陽能賽車的復合材料優化：利用 Altair OptiStruct 最小化車身和底盤重量
行業：汽車
挑戰：設計一輛僅使用太陽能的高性能賽車
Altair 解決方案：使用OptiStruct最小化復合材料的車身和底盤重量
優點：2012的設計相比于2009的設計減輕了90kg；
背景介紹
世界太陽能挑戰賽是一個3,000公里的比賽，從北部的達爾文市到南部的阿德 萊德市，穿越澳大利亞整個內地。該賽事吸引了世界各地的學生和專業團隊來設 計、制造僅僅使用太陽能的賽車并進行比賽。這是一場性能的競賽，展示了最新 的技術，比如鋰電池、太陽能電池以及最優的材料輕量化設計技術。賽車的設計 重點聚焦在空氣動力學和重量上，制造材料為航空鋁合金、鈦和碳纖維等材料。 由于應用了這些材料，相對于商用汽車而言，太陽能賽車是非常輕的。太陽能賽 車比賽中的頂尖車隊擁有最輕的賽車，往往歸功于高級優化方法的應用。
密歇根大學的太陽能車隊通過應用Altair OptiStruct優化技術，從2009年的 Infinium賽車設計到2012年的Quantum賽車設計，成功將重量減少了90kg。在2011 世界太陽能挑戰賽中，密歇根團隊取得了第三名，這是美國隊伍有史以來的最好 成績。這支隊伍也取得了其它七項美國太陽能汽車挑戰賽的冠軍。
挑戰
頂尖團隊建造的車輛完全采用復合材料的車身、底盤與下半身連接。整車主要分成兩部分：上半身包含太陽能電池，下半身包含底盤和驅動總成。兩部分都 完全采用碳纖維-蜂窩夾芯的三明治結構，這樣的結構擁有極高的強度-重量比。
碳纖維車身的最終產品要足夠堅固以應對所有的載荷工況，同時重量盡可能達到最輕。作為整車的骨干結構，底盤有著最復雜的載荷工況；它需要負載重物，如車手和電池，還要承受所有從地面沿懸掛系統傳來的加速度沖擊。
展開 社招丨徐工集團輕卡項目組誠聘車身設計、動力系統、底盤系統、電器系統、總布置工程師！
徐工集團輕卡項目組誠聘車身設計工程師、動力系統工程師、底盤系統工程師、電器系統工程師、總布置工程師，五大崗位邀您共濟滄海！
車身結構局部拓撲指導結構設計實例
4.定義目標
體積分數最小
5.優化結果
經過迭代，查看優化結果在門檻后段出現支撐結構。可以對此處進行方案設計
6.結果解讀
在對應位置增加加強板，扭轉剛度增加1153 Nm/°，拓撲優化有效指導了扭轉剛度方案。
汽車底盤框架結構、構造與四大系統！
汽車底盤框架結構、構造與四大系統！
汽車底盤的組成
汽車底盤的作用是支撐、安裝汽車發動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發動機的動力，使汽車產生運動并按照駕駛員的操控而正常行駛的部件。
因此汽車底盤并不是單一的部件，它由傳動系、行駛系、轉向系和制動系四部分組成。
摘出來就是上面這個樣子↑↑
寶馬新X5底盤
四大組成部件
傳動系
汽車發動機遇驅動輪之間的動力傳遞裝置。確保汽車具有在各種行駛條件下所需的牽引力、車速，以及他們之間的協調變化等功能，是汽車有良好的動力性和燃油經濟性；還應保證汽車能倒車，以及左右驅動車輪能適應差速要求，并使動力傳遞能根據需求而平穩地接合或徹底、迅速分離。
傳動系統包括：離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器即差速器、半軸等部件。
傳動系可按能量傳遞方式的不同，劃分為機械傳動、液力傳動、液壓傳動、電傳動等。
機械式傳動系
發動機前置、縱置，前輪驅動的布置
發動機前置、縱置，前橋驅動，使得變速器和主減速器連在一起，省掉了它們之間的萬向傳動裝置。
典型液力機械傳動
1-液力變矩器 2-自動器變速器 3-萬向傳動 4-驅動橋 5-主減速器6-傳動軸
液力機械傳動
液力傳動（此處單指動液傳動）是利用液體介質在主動元件和從動元件之間循環流動過程中動能的變化來傳遞動力。液力傳動裝置串聯一個有級式機械變速器，這樣的傳動稱為液力機械傳動。
靜液式傳動系示
1-離合器 2-油泵 3-控制閥 4-液壓馬達 5-驅動橋 6-油管
靜液式傳動系
液壓傳動也叫靜液傳動，是通過液體傳動介質靜壓力能的變化來傳遞能量。
展開 底盤結構件強度分析 ￥5
1 任務來源
2 分析目的
3 前懸模型分析
3.1 模型簡化
3.2 前懸模型簡介
4 前懸分析工況介紹
4.1 最大鉛垂力工況（1.75 倍靜載）
4.2 最大制動工況
4.3 最大側向力工況
5 前懸分析結果
6 后懸分析模型化
6.2 后橋模型簡介.
7 后懸分析工況介紹.
7.1 最大鉛垂力工況（1.75 倍靜載）
7.2 最大制動力工況
7.3 最大側向力工況
8 后懸分析結果
9 結論
1 任務來源
根據 QQ 車型設計開發協議書及相關輸出要求，QQ 車型要求對其前后懸架進行強度分析。
2 分析目的
QQ 的前后懸架多為借用，且 QQ 現在已經加重，需要對前后懸架在新設計的 QQ 上的強度進行計算，分析其強度條件是否滿足。
3 前懸模型分析
3.1 模型簡化
QQ 車前懸是麥弗遜式懸架，根據各部件之間的聯接關系對模型進行相應的簡化。簡化后的前懸模型由以下幾個部件組成，分別是：左右減震器外筒、轉向節、下擺臂、轉向橫拉桿，縱向推力桿，減震器安裝支架等。在 ABAQUS 中建立有限元仿真模型。
3.2 前懸模型簡介
由于前懸中的部分部件形狀較為復雜，比如轉向節、縱梁推力桿等，對于六面體分網有一定難度。為保證項目進度，且又不失仿真結果的精確性，對這些部件采用了比較密集的四面體網格劃分，且在 ABAQUS 中，賦予 C3D10M 二次四面體修正單元。該類型單元可以用于接觸等分析類型，且精度較高。其他部件采用六面體分網，賦予 C3D8I 非協調六面體單元。該類型單元同樣具有較高的仿真精度，同時不存在沙漏現象。各部件之間的聯接關系按照實際情況，同時也參考了 ADAMS 中麥弗遜懸架各部件間的運動學關系。
展開 汽車底盤件結構耐久自動分析系統研究
3 有限元分析流程自動化
3.1 底盤焊縫自動建模
與車身、開閉件的網格劃分不同，底盤件的焊縫需要用二維四邊形單元表征，如圖13所示。這樣做的目的是保證底盤件剛度、強度及疲勞分析精度。正是這種特殊需求的存在，使得底盤件的網格劃分無法批量進行，需要工程師首先在焊縫連接的2個部件上分別建立焊縫線，然后在完成母材網格劃分的基礎上，手動添加表征焊縫的二維單元。
圖13 底盤件焊縫模型
本文針對上述問題，開發了底盤零部件自動畫網格工具。為了實現快速建立母材及焊縫網格的目標，程序自動完成如下步驟：首先基于焊縫的幾何標示（圓筒狀的曲面），自動識別與焊縫曲面相交的部件，確定2個部件的連接情況，如圖14所示；在識別出焊縫相連的兩個部件后，程序在對應母材上分別建立表征焊縫線的共享邊和自由邊，如圖15所示；基于圖15中建立的焊縫線，自動建模工具首先計算線的長度，之后每間隔5 mm建立1個硬點（理想網格尺寸為5 mm），如圖16所示；最后利用批量畫網格模塊快速建立除焊縫以外的母材網格，并通過焊縫線上的硬點找到2個母材之間對應的網格節點，將節點連接后，便形成零部件之間的焊縫單元，如圖17所示。
圖14 焊縫連接信息的自動識別情況
圖15 自動建立的焊縫線
圖16 焊縫線上的硬點
圖17 自動建立的焊縫網格
圖17所示為某車型的后拖曳臂網格模型。
展開 ?大底盤綜合體結構設計
大底盤綜合體結構設計
一、大底盤綜合體類型分析
二、大底盤多塔結構設計要點
三、車庫結構設計經濟性控制要點
一、大底盤綜合體的類型
根據車庫層數及車庫與主樓連接方式分為5種類型：
1、（與主樓斷開）單層車庫
★主要特點：
1、車庫與主樓完全脫開，僅以通道相連。
2、車庫和主樓各位單體，結構計算相對簡單。
★設計注意點：
1、車庫埋深大于主樓基礎埋深時，應盡量使主樓外墻與車庫外墻凈距增加。如無條件時，車庫與主樓間應設有效支護，并交代先施工車庫后施工主樓，車庫基坑開挖時不應使主樓基底土受到擾動。
2、【7度設防】車庫一般為丙類建筑，抗震等級為四級。
3、7度Ⅰ、Ⅱ類場地丙類建筑不需進行地震作用計算。
4、中柱最小總配筋率應增加0.2%。
2、（與主樓斷開）雙層車庫
★主要特點：
1、車庫與主樓完全脫開，僅以通道相連。
2、車庫和主樓各位單體，結構計算相對簡單。
3、車庫自重遠不足以抗浮，車庫底板配筋基本由水浮力控制。
★設計注意點：
1、設計前應摸清主樓邊界與車庫邊界關系。
2、確定主樓基礎埋深時，應考慮主樓與車庫邊界距離，保證施工的可行性。
3、注明基礎施工順序：先車庫后主樓。
3、（與主樓相連）單層車庫
車庫與多棟主樓相連形成大底盤。
★設計注意點：
1、嵌固部位設在主樓地下室頂板時，應注意主樓頂板與車庫頂板高差不能太大（最好≤0.8m）。
2、嵌固部位設在基底時，上部結構應按多塔模型復核構件配筋。
3、車庫柱配筋應考慮0.2Q0剪力調整。
4、主樓頂板與車庫頂板間應設加腋，便于傳遞地震力。
展開 直播｜底盤及傳動結構仿真解決方案和典型案例分享
f=jishulin
底盤和傳動系統是汽車的重要組成部分，影響汽車幾乎所有性能，諸如操穩性、駕駛性、振動噪聲、燃油經濟性、空氣動力學性能等。底盤和傳動系統的結構組成、運行工況都十分復雜，涉及多個學科，且典型工況通常會具有較強的非線性特征。
底盤和傳動系統仿真以結構仿真為基礎，同時涉及其他物理場。在仿真時，通常會根據所關注的性能選擇不同的仿真方案和工具組合。
例如在結構分析時，通常會使用非線性有限元軟件評估底盤件的剛度/強度；疲勞仿真預測關鍵部件的疲勞性能；多體動力學研究懸架特性及其對整車操穩、駕駛性的影響。對于涉及其他物理場的情況，結構仿真+聲學仿真可以用于研究傳動系統、輪胎產生的噪聲問題。
可以看到，對于這些問題的仿真，需要以強大的結構分析能力為基礎，結合完備的多學科仿真手段。目前主機廠或供應商都在不斷完善自身仿真能力，通過各種技術手段，提高產品開發階段仿真的使用廣度、深度和效率。
直播內容
達索系統SIMULIA提供完整的仿真解決方案涵蓋結構、疲勞、多體動力學、振動噪聲、流體動力學、電磁仿真等多個學科，并通過設計仿真平臺將各個仿真工具無縫集成于研發體系。能夠為底盤和傳動系統仿真提供完整的解決方案。
本次講座將介紹達索系統SIMULIA針對底盤和傳動結構仿真解決方案和典型案例。
展開 汽車車身結構分類
汽車車身結構分類
汽車車身結構從形式上說， 主要分為非承載式和承載式兩種。
非承載式車身的汽車有剛性車架，又稱底盤大梁架。車身本體懸置于車架上，用彈元件聯接。車架的振動通過彈性元件傳到車身上，大部分振動被減弱或消除，發生碰撞時車架能吸收大部分沖擊力，在壞路行駛時對車身起到保護作用，因此車廂變形小，平穩性和安全性好，而且廂內噪音低。
但這種非承載式車身比較笨重，質量大，汽車質心高，高速行駛穩定性較差。
承載式車身的汽車沒有剛性車架，只是加強了車頭，側圍，車尾，底板等部位，車身和底架共同組成了車身本體的剛性空間結構。這種承載式車身除了其固有的乘載功能外，還要直接承受各種負荷。這種形式的車身具有較大的抗彎曲和抗扭轉的剛度，質量小，高度低，汽車質心低，裝配簡單，高速行駛穩定性較好。但由于道路負載會通過懸架裝置直接傳給車身本體，因此噪音和振動較大。
還有一種介于非承載式車身和承載式車身之間的車身結構，被稱為半承載式車身。它的車身本體與底架用焊接或螺栓剛性連接，加強了部分車身底架而起到一部分車架的作用，例如發動機和懸架及滄霸詡庸痰某瞪淼準萇希瞪磧氳準艸晌惶騫餐惺茉睪傘Ｕ庵中問絞抵噬鮮且恢治蕹導艿某性厥匠瞪斫峁埂Ｒ虼耍ǔＨ嗣侵喚黨瞪斫峁夠治淺性厥匠瞪硨統性厥匠瞪懟?lt;/p>
非承載式車身和承載式車身都有優缺點，使用在不同用途的汽車上。一般而言，非承載式車身用在貨車、客車和越野車上，承載式車身一般用在轎車上，現在一些客車也采用這種形式。
非承載式車身和承載式車身按照有無剛性車架劃分，什么叫車架，是首先要弄清楚的問題。車架就是支承車身的基礎構件，一般稱為底盤大梁架。
展開 
汽車車身結構與設計
黃天澤主編
汽車車身結構與設計.part1.rar
汽車車身結構與設計.part2.rar
汽車車身結構與設計.part3.rar
汽車車身結構與設計.part4.rar
達索汽車官方直播｜汽車內外飾、底盤、結構仿真、電驅系統、動力總成
主講人
艾國慶（達索系統SIMULIA交通與運輸行業高級技術經理）
直播時間
2022年7月22日 14：00-15:00
二.底盤及傳動結構仿真解決方案和典型案例分享
底盤和傳動系統是汽車的重要組成部分，影響汽車幾乎所有性能，諸如操穩性、駕駛性、振動噪聲、燃油經濟性、空氣動力學性能等。底盤和傳動系統的結構組成、運行工況都十分復雜，涉及多個學科，且典型工況通常會具有較強的非線性特征。底盤和傳動系統仿真以結構仿真為基礎，同時涉及其他物理場。在仿真時，通常會根據所關注的性能選擇不同的仿真方案和工具組合。例如在結構分析時，通常會使用非線性有限元軟件評估底盤件的剛度/強度；疲勞仿真預測關鍵部件的疲勞性能；多體動力學研究懸架特性及其對整車操穩、駕駛性的影響。對于涉及其他物理場的情況，結構仿真+聲學仿真可以用于研究傳動系統、輪胎產生的噪聲問題。可以看到，對于這些問題的仿真，需要以強大的結構分析能力為基礎，結合完備的多學科仿真手段。目前主機廠或供應商都在不斷完善自身仿真能力，通過各種技術手段，提高產品開發階段仿真的使用廣度、深度和效率。
直播簡介
達索系統SIMULIA提供完整的仿真解決方案涵蓋結構、疲勞、多體動力學、振動噪聲、流體動力學、電磁仿真等多個學科，并通過設計仿真平臺將各個仿真工具無縫集成于研發體系。能夠為底盤和傳動系統仿真提供完整的解決方案。
本次講座將介紹達索系統SIMULIA針對底盤和傳動結構仿真解決方案和典型案例。
展開 白車身結構強度分析報告
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。
展開 基于拓撲優化的車身結構研究
而前期工程階段，如何布置出合理的車身骨架架構，一直是個相對空白的地帶，也是整車正向開發過程中繞不過的坎。盡管研發工程師根據經驗，參照現有車型的結構特點，也能進行車身骨架架構的設定，但總是缺乏有效手段直觀地反映不同車型結構布置的特點。本文用拓撲優化的方法，從結構基本特征的角度來審視這一問題，并運用該方法對某SUV車身結構進行研究，獲得一些直觀性的結論。
關鍵詞：車身,前期工程,拓撲優化
1 引言
隨著對整車研發過程認識的加深，以及對正向開發過程的探索，在車型開發前期，對車身結構做出更合理的規劃顯得愈來愈重要。常規的研發思路之一是通過參考已有車型的結構，經過適當的修改，形成新的結構，并用于新車型中。但是對于原始車型的設計思路、結構布置的原因等缺乏系統的理解，或者理解不深，往往在更改過程中產生新的問題。為了部分解決上述問題，本文從結構拓撲優化的角度，對某SUV車型車身結構的總體布置進行初步探討，以期加深對結構布置的理解。
2 研究方法概述
合理化的車身結構，是滿足整車基本性能的重要保障。為了能夠實現結構的最優布置，文獻[1]使用了拓撲優化工具來布置車身結構。其基本思路是從造型以及車內空間布置出發，建立車身空間的基礎網格模型，然后根據一定的工況要求，對基礎網格進行拓撲分析，并根據拓撲結果建立梁、板殼模型，并進行多項性能的優化，從而實現車身結構的正向開發。本文借助于該思想，建立研究對象的結構空間包絡，并對該包絡進行拓撲分析，然后將仿真結果與原始結構進行比較，尋找車身結構中的關鍵點，推測初始結構可能的布置思想，從而加深對該研究思路的理解。其基本過程如下圖所示：
3 某SUV車身結構研究
本文選取的研究對象是某比較受歡迎的城市SUV，通過對其結構的研究，有利于了解其總體結構的布置原理。
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