白車身建模的案例
普通乘用車白車身輕量化設(shè)計方法
3.3.4 多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計
利用多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計軟件（如iSight、Optimus等），通過綜合調(diào)用整車正、側(cè)和偏置碰撞仿真分析模型、白車身有限元模態(tài)分析模型和剛度分析模型，進行白車身的輕量化多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化設(shè)計，確定出滿足約束條件要求，使各目標(biāo)函數(shù)最小的白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計變量。其多目標(biāo)優(yōu)化模型如圖5-1所示。
圖5-1 白車身輕量化多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計模型
4．輕量化白車身性能驗證
4.1 輕量化白車身有限元建模
把經(jīng)白車身輕量化多目標(biāo)優(yōu)化得到的優(yōu)化設(shè)計變量參數(shù)（如板厚、梁斷面形狀等）按照鋼板厚度規(guī)格和制造工藝要求進行相應(yīng)調(diào)整，得到白車身輕量化設(shè)計方案。根據(jù)該設(shè)計方案對白車身結(jié)構(gòu)進行修改，如果所建白車身模型為全參數(shù)化模型，結(jié)構(gòu)修改十分方便快捷；如果為非參數(shù)化模型，結(jié)構(gòu)修改較費時。結(jié)構(gòu)修改后，按照5.1的要求重新進行白車身有限元建模。
考慮到國內(nèi)外對車身剛度和一彎、一扭頻率的分析評價習(xí)慣，并使車身剛度和一彎、一扭頻率的計算結(jié)果具有可比性，在下面車身剛度和一彎、一扭頻率的計算中，從白車身上去掉四門兩蓋，只計算車身本體的剛度和一彎、一扭頻率。
4.2 車身本體剛度驗證
4.2.1 彎曲剛度
按照中國汽車工程學(xué)會技術(shù)規(guī)范《普通乘用車白車身彎曲剛度試驗方法》中規(guī)定的約束、加載方式和彎曲剛度計算方法進行車身本體彎曲剛度仿真計算。
4.2.1.1 車身本體約束設(shè)置
在車身本體與前后懸架減振器四個連接點處施加鉸接約束，約束上述四個連接點處的XYZ三個方向的移動自由度如圖所示。
展開 白車身有限元模型建模規(guī)范
筋，局部凹凸特征 --- 加強筋處理
3.4.3 螺裝件要求screw requirements
1,子系統(tǒng)內(nèi)部螺裝件采用RBE2連接，單點對多點連接，見下圖：
2,子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間采用RBE2+Beam+RBE2方式連接，見下圖：
3.4.4 玻璃連接要求/windows adhesive requirements
玻璃膠體單元模擬,見下圖:
3.4.6 減震膠要求
減震膠采用體單元模擬,見下圖:
3.4.7 Co2保護焊
Co2保護焊采用RBE2點對點連接,見下圖:
關(guān)于底盤焊接方式：
１，RBE2點對點連接，
２，節(jié)點合并
3.4.8 白車身焊點連接
白車身焊點采用 acm(shell gap)形式連接,焊點尺寸為6mm,見下圖:
在Dyna模板下，白車身——焊點采用ContactSpotweld接觸。
白車身其他零件（除焊點外）采用SingleSurface接觸。
3.4.9 一些釋放轉(zhuǎn)動（鉸鏈）的情況：
球角1,Dyna采用如上圖所示連接方式；2,Nastran采用RBE2連接方式，RBE2釋放3個轉(zhuǎn)動方向
自由度。
門鉸鏈1,Dyna采用如上圖所示連接方式；2,Nastran采用RBE2連接方式，釋放軸向轉(zhuǎn)動自由度。
展開 白車身模態(tài)分析流程、建模指導(dǎo)書及標(biāo)準(zhǔn)
白車身模態(tài)分析流程、建模指導(dǎo)書及標(biāo)準(zhǔn).part1.rar
白車身模態(tài)分析流程、建模指導(dǎo)書及標(biāo)準(zhǔn).part2.rar
六座跑車的白車身設(shè)計：利用HyperWorks最大化車身剛度并滿足強度要求
選擇相應(yīng)的白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計概念是為了探索工業(yè)折紙技術(shù)，這使更輕材料折疊成復(fù)雜車身結(jié)構(gòu)件形狀。成型是在裝配位置使用簡單廉價夾具完成的。開發(fā)白車身部件的幾何、拓?fù)涞裙δ苄枰O(shè)計專業(yè)的學(xué)生與結(jié)構(gòu)專業(yè)的學(xué)生之間廣泛的合作，也需要仔細(xì)平衡白車身剛度、包裝空間、成本和重量設(shè)計要求。
“Altair給我們巨大的支持，教我們的研究生怎么利用HyperWorks軟件開發(fā)白車身。通過 HyperWorks，我們在用折疊金屬折紙技術(shù)創(chuàng)建輕巧結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中開發(fā)出最好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。”
Dr.
展開 
探秘蔚來ES8全鋁車身生產(chǎn)線，白車身用7種連接技術(shù)
基于整車輕量化與結(jié)構(gòu)簡單化的考慮，蔚來ES8車型采用了全鋁車身結(jié)構(gòu)，96.4%的鋁材使用率使該車成為全球量產(chǎn)車中全鋁車身鋁材含量最高的車型，包括車身最關(guān)鍵的傳力路徑和承載部位均使用高性能鋁材。
從制造角度而言，ES8的全鋁車身設(shè)計無疑是巨大的挑戰(zhàn)，不僅生產(chǎn)線及原材料投入成本增大，更需要嚴(yán)苛的生產(chǎn)工藝。
蔚來ES8全鋁車身車間
在實際探訪過程中，走進蔚來全鋁車身車間后，最直觀的感覺是安靜。傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的白車身主要采用焊接工藝，焊接機器人工作時伴隨著火花閃電，夾雜了輕霧與焦糊味。全鋁車身則采用鉚接技術(shù)，車身連接處不會產(chǎn)生熱變形，無飛濺產(chǎn)生，沒有高溫，且鉚接機器人工作時的噪音也要明顯小于焊接機器人，因此車間內(nèi)噪音很小。
蔚來合肥工廠的全鋁車身車間為ES8白車身提供7種連接技術(shù)：熱融自攻鉚接（FDS）自沖鉚接（SPR）鋁點焊（RSW）冷金屬過渡弧焊（CMT）結(jié)構(gòu)膠（Adhesive）激光焊接（Laser）高強度抽芯拉（Monobolt）
ES8白車身應(yīng)用7種連接技術(shù)
這7種連接技術(shù)為蔚來ES8的白車身提供了質(zhì)量保障。例如，使用比例較大的自沖鉚接技術(shù)是一項航天工藝，通過電機提供的動力將鉚釘直接壓入待鉚接板材，當(dāng)鉚接板材在鉚釘?shù)膲毫ο潞豌T釘發(fā)生塑性形變并成型后，充盈于鉚模之中。值得注意的是，自沖鉚接技術(shù)擁有更高的抗疲勞強度、扭轉(zhuǎn)剛度、抗腐蝕性、靜態(tài)緊固力等，能夠大幅增加車身強度。
要保證ES8全鋁車身的質(zhì)量，生產(chǎn)線設(shè)備的投入至關(guān)重要。據(jù)悉，蔚來合肥工廠全鋁車身車間的設(shè)備集成供應(yīng)商包括ABB、巨一、天津福臻等，生產(chǎn)線總共配置了261臺全鋁車身線ABB機器人。
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選擇相應(yīng)的白車身結(jié)構(gòu)設(shè)計概念是為了探索工業(yè)折紙技術(shù)，這使更輕材料折疊成復(fù)雜車身結(jié)構(gòu)件形狀。成型是在裝配位置使用簡單廉價夾具完成的。開發(fā)白車身部件的幾何、拓?fù)涞裙δ苄枰O(shè)計專業(yè)的學(xué)生與結(jié)構(gòu)專業(yè)的學(xué)生之間廣泛的合作，也需要仔細(xì)平衡白車身剛度、包裝空間、成本和重量設(shè)計要求。
解決方案
首先，利用折疊金屬成形技術(shù)（FMT），從多次試驗和實驗中獲得一個鋁合金白車身設(shè)計。再造出一個卡板模型來證明折疊金屬技術(shù)的可行性。這個可行性評估很重要，特別在高負(fù)載結(jié)構(gòu)區(qū)域（支柱塔和車身前部安裝點）。利用紙板模型的分析結(jié)果，折疊金屬技術(shù)被利用到了前擠壓結(jié)構(gòu)、乘客地板區(qū)和后擠壓結(jié)構(gòu)。上身結(jié)構(gòu)是鋁管狀構(gòu)造，包括車頂和車身支柱。
從卡板模型制作中得出經(jīng)驗之后，用SolidWorks建立了白車身的CAD模型并導(dǎo)入HyperMesh中。所有的FMT結(jié)構(gòu)件和空間管狀框架結(jié)構(gòu)都是用2D面網(wǎng)格建立的。較厚的白車身部件以及關(guān)鍵設(shè)計區(qū)域——前副車架安裝到車身的位置，這些是用3D六面體網(wǎng)格劃分的。
卡板模型與前座配置卡板避震塔模型 避震塔有限元模型
使用Altair OptiStruct有限元求解器完成了一系列深入的有限元分析，包括扭轉(zhuǎn)和彎曲剛度分析、固有頻率分析、動態(tài)壺洞以及加速凹凸載荷分析。 后續(xù)使用Altair HyperView后處理模塊查看有限元分析結(jié)果，結(jié)果顯示白車身設(shè)計符合項目對車身的剛度要求。對于前副車架的有限元分析，施加了動態(tài)加速度載荷以及制動和轉(zhuǎn)彎工況模擬，結(jié)果顯示應(yīng)力不超過許用值。
上圖: 完整的白車身CAD 模型 下圖: 有限元結(jié)果，扭轉(zhuǎn)剛度 白車身結(jié)構(gòu)
結(jié)論
經(jīng)過HyperWorks仿真分析，結(jié)果表明白車身底盤滿足強度和剛度要求，在咨詢了項目的主要供應(yīng)商之后，隊員們在該車上運用了所有這些結(jié)構(gòu)。
展開 基于HyperMesh的某商用車白車身模態(tài)研究
2 計算分析
2.1 計算模型
本文采用 HyperMesh 軟件建立某商用車白車身三維數(shù)據(jù)的有限元分析模型，對整體性能影響很小的車身細(xì)微結(jié)構(gòu)特征適當(dāng)簡化，然后通過焊點把各部件連接，白車身沖壓件為薄壁金屬件，用殼單元模擬，點焊采用 RBE2 單元模擬，焊道結(jié)構(gòu)采用 Solid 實體單元模擬[4]，部件之間的連接關(guān)系模擬實際車身結(jié)構(gòu)，在進行模態(tài)分析時，不考慮結(jié)構(gòu)中焊點失效，認(rèn)為焊點連接是可靠的。模型連接時先焊接頂蓋、側(cè)圍、地板及前圍，然后將其拼裝成白車身[5]。本文建立的白車身模型共799 627 個殼單元，827 628 個節(jié)點，6 238 個焊點，連接好的白車身模態(tài)分析模型如圖 1 所示。
2.2 計算結(jié)果
本文采用 HyperMesh 軟件作前處理建模，MSC Nastran 作為求解器計算自由狀態(tài)下白車身結(jié)構(gòu)模態(tài)，對白車身的振動響應(yīng)影響相對較大的激勵頻率多集中在低頻域，輸出前 10 階范圍內(nèi)的固有頻率和振型，各階模態(tài)結(jié)果如表 1 所示，白車身第一階模態(tài)、一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)、一階彎曲分析陣型如圖 2—圖 4 所示。其中，白車身第一階模態(tài)為頂蓋的橫向擺動，為局部板件結(jié)構(gòu)的振動振型。整車一階扭轉(zhuǎn)及整車一階彎曲為白車身整體模態(tài)，需重點對比關(guān)注。
3 模態(tài)試驗
3.1 試驗方案
采用 LMS 數(shù)據(jù)采集記錄儀進行白車身模態(tài)試驗，采用多點激勵多點響應(yīng)的測試方案，支撐采用 4 套雙腔空氣彈簧支撐車身（滿足彈簧支撐最高剛體頻率小于第一階彈性體頻率的 1/3）、三點三方向激勵（Z 向激勵力 25 N 左右、橫向激勵力在 20 N）、 激振器通過柔性桿與車身固定連接，共布置 314 個測點[6]。
展開 白車身批量焊點處理
1、插件運行準(zhǔn)備
將feconfig.cfg文件拷貝到hypermesh安裝目錄下templates\feoutput\nastran
2、cad導(dǎo)入的焊點文件
3、cad焊點文件導(dǎo)入原始的assembly中，運行插件如下圖所示
4、運行自動打焊點程序，出現(xiàn)下圖界面
5、自動打焊點后，可以看到OK的connector以及NOK的connector
6、最后一步，對出現(xiàn)紅色的connector進行焊點數(shù)據(jù)檢查
基于optistruct簡易白車身模態(tài)分析 ￥40
白車自由模態(tài)分析，即模型不加任何形式的約束下的模態(tài)分析。白車身自由模態(tài)分析的分析對象就是白車身，又簡稱為BIW, 指焊接車身的本體部分，包括通過螺栓連接的碰撞吸能結(jié)構(gòu)，不包括通過螺栓連接或粘接在車身本體上的玻璃、車門、發(fā)動機罩板、天窗、行李箱蓋以及翼子板、儀表板支撐橫梁等。本案例主要介紹如何使用Hyperworks+optistruct進行白車身簡易模型自由模態(tài)分析，考慮到節(jié)約計算時間,僅提取前10階模態(tài)。
模態(tài)分析結(jié)果動畫
白車身分析模型
本案例模型及相關(guān)操作見附件、收費內(nèi)容部分，凡購買本案例的朋友，結(jié)合附件中的模型及相關(guān)操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
展開 白車身的模態(tài)的分析流程 ￥1
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(zhì)量網(wǎng)格的過渡需要，網(wǎng)格描述見表 1。
白車身試驗?zāi)B(tài)總結(jié)報告
圖 3?6白車身模態(tài)試驗MAC矩陣各響應(yīng)點的數(shù)值示意圖
3.9 其它注意事項
（1）導(dǎo)線兩端都需要編號。
（2）試驗過程中嚴(yán)禁觸碰車身或踩踏試驗導(dǎo)線。
（3）移動和粘貼傳感器的動作力度要小，以免引起車身運動過大導(dǎo)致力傳感器與結(jié)構(gòu)脫開。
4. 總結(jié)
由于白車身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，模態(tài)比較豐富、密集。這就要求在進行模態(tài)試驗數(shù)據(jù)采集時，要特別注意支承方式、激勵方式、激勵點的選擇，以及測點的布置等影響模態(tài)分析結(jié)果的因素；保證采集的數(shù)據(jù)真實反映白車身的特性。運用各種參數(shù)識別方法提取模態(tài)參數(shù)，并且通過相互校核，保證獲取的參數(shù)能準(zhǔn)確反映白車身的動態(tài)特性。結(jié)合研究目的，為進一步的分析和修改奠定基礎(chǔ)。
展開 
白車身彎曲剛度分析 ￥1
4 白車身彎曲剛度分析邊界條件
對設(shè)計車 QQ 施加邊界條件：在前懸架與車身連接處約束 X、Y、Z 移動自由度，三
個子工況分別約束后懸架板簧前吊耳鉸接處、兩吊耳中間限位支架處、板簧后吊耳鉸接處
Y、Z 移動自由度，與前懸架的約束組成整個白車身的約束；在每個子工況中，找到縱梁
上位于前后約束 X 方向的中心位置，施加左右各 4000N，共 8000N 的集中載荷。
MeshWorks創(chuàng)建白車身概念模型如此簡單！
車身前期概念設(shè)計階段的目標(biāo)是從總體上把握車身的結(jié)構(gòu)形式和各項性能指標(biāo)，忽略車身細(xì)節(jié)。在概念設(shè)計階段所產(chǎn)生的設(shè)計缺陷無法在今后的設(shè)計過程中進行修補，因此在概念設(shè)計階段快速建立白車身概念模型非常重要。在白車身第一版CAD數(shù)據(jù)發(fā)布之前，快速建立白車身概念模型并快速進行性能評估和方案迭代已經(jīng)成為車型開發(fā)流程中必不可少的手段，可以大大縮短車型開發(fā)時間。
在過去，利用一些專門的CAD概念建模工具，通常建立完整白車身概念全參數(shù)化模型需要1-3個月時間才能完成，并且軟件學(xué)習(xí)難度極高，導(dǎo)致無法普及并廣泛應(yīng)用。
MeshWorks的ConceptWorks模塊是專門針對快速創(chuàng)建全參數(shù)化白車身及梁、接頭所開發(fā)的。在最新的V2022版本中，增加了非常簡單易學(xué)的通過截面信息快速創(chuàng)建白車身梁結(jié)構(gòu)的功能，普通工程師1個小時內(nèi)即可完全掌握！
本文介紹的“截面梁”功能尤其適用于當(dāng)只有點云數(shù)據(jù)時，不需要依賴于CAD，可以在抄數(shù)數(shù)據(jù)上截取截面，作為輸入快速的創(chuàng)建梁，不需要借助其其他工具，由抄數(shù)數(shù)據(jù)到合格的梁網(wǎng)格全部在MeshWorks中完成。
演示如下：
只需白車身的截面信息：
創(chuàng)建的白車身結(jié)構(gòu)如下：
生成的梁局部細(xì)節(jié)如下：
步驟視頻如下，如此簡單！
整個白車身創(chuàng)建過程在幾天內(nèi)完成，創(chuàng)建后可以方便的應(yīng)用MeshWorks的參數(shù)化功能對整個結(jié)構(gòu)進行參數(shù)化調(diào)整，也可以用MW強大的網(wǎng)格變形功能做方案迭代。
展開 基于hyperworks+ncode白車身疲勞仿真入門
本案例主要目的就是通過hyperworks+ncode對白車身進行簡易的疲勞仿真，熟悉疲勞仿真的基本流程。該案例簡易模擬了24個通道，四個減震塔安裝點6個自由度，24個獨立的靜力學(xué)分析工況。
左減震塔x方向靜力學(xué)分析結(jié)果動圖
損傷云圖
壽命云圖
凡對本案例感興趣有相關(guān)結(jié)構(gòu)耐久仿真操作的問題可以私信指導(dǎo)、交流
展開 白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告
1858.4，-3.7，497.8 1810
圖3.2 Q11白車身附加質(zhì)量分布
4 邊界條件
以滿載狀態(tài)下計算車身在以下工況下的強度應(yīng)力。
