白車身
關注創建者：cuckoo?? 創建時間：2018-06-26
白車身的視頻教程
基于NASTRAN的白車身彎曲剛度分析基于結果數據后處理教程
基于NASTRAN的白車身模態分析基于結果數據后處理教程，主要內容包括： 基于Hypermesh白車身彎曲剛度分析； 基于Hyperview四門兩蓋開口變形量數據分析處理； 基于Hyperview車身彎曲剛度變化曲線的繪制與分析。 本次分享為以往彎曲剛度內容的增加版。增加了2與3兩個知識點。
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白車身的實例教程
摘 要：文章利用 HyperMesh 軟件對某商用車白車身建立仿真模型，研究其在自由狀態下的固有頻率及振型，并進行了白車身模態試驗驗證，將試驗數據與仿真分析結果進行對比，有限元分析的頻率與試驗結果頻率除第一階外，其他各階整體主要模態的頻率誤差在 5%以內，說明有限元模型比較準確，計算結果可信，仿真結果能夠很好地反映實際結構的振動特性，此白車身整體模態頻率與二階不平衡激勵頻率相差較遠，引起整車共振可能性較小，預估整車舒適性及車身疲勞壽命滿足要求。通過仿真手段評估結構特性，可節省開發試驗費用，縮短開發周期，為設計提供理論依據。
關鍵詞：商用車；白車身；HyperMesh；模態研究；有限元分析
某商用車白車身為承載式車身，以薄板構成 為主，具有質量輕、整體彎曲和扭轉剛度好的特點，但需承受全部載荷，引起車內振動及異響的可能性較大[1]。因此，設計過程中需要對白車身模態特性進行模擬分析，以優化車身結構的振動特性，避免發生共振和異響，并觀察振動頻率及振型狀態，確定是否進行結構優化以加強車身局部剛度，提升其穩定性和安全性[2]。
1 計算方法
白車身近似為多自由度線性無阻尼振動系統，其振動方程為[3]
式中，M 為白車身質量矩陣；K 為白車身剛度矩陣； X?? 和 X 分別為節點加速度、位移矢量。
由式（1）及微分方程理論推導式（2）：
通過對此方程進行計算，得到結構的固有頻率和振型。
展開 本技術規范針對白車身輕量化設計要求，對普通乘用車白車身的輕量化設計方法進行了規范性的規定和說明，對普通乘用車白車身輕量化設計起引導作用，為不同車型的普通乘用車白車身的輕量化設計提供一種通用的方法，類似車型也可參照執行。
2.要求
2.1 一般要求
2.1.1 基于正碰的白車身結構輕量化設計
按照國家標準GB11551-2003《乘用車正面碰撞的乘員保護》，進行基于正面碰撞的白車身結構輕量化設計時，只考慮白車身結構的抗撞性評價指標如前端壓潰量、白車身吸能量、防火墻侵入梁和B柱加速度等，不考慮車內假人的傷害指標。
2.1.2 基于側碰的白車身結構輕量化設計
按照國家標準GB20071-2006《乘用車側面碰撞的乘員保護》，進行基于側面碰撞的白車身結構輕量化設計時，只考慮白車身結構的抗撞性評價指標如側面壓潰量、白車身吸能量、B柱加速度等，不考慮車內假人的傷害指標。
2.1.3 基于偏置碰撞的白車身結構輕量化設計
按照國家標準GB/T20913-2007《乘用車正面偏置碰撞的乘員保護》，進行基于正面偏置碰撞的白車身結構輕量化設計時，只考慮白車身結構的抗撞性評價指標如前端壓潰量、白車身吸能量、防火墻侵入量和B柱加速度等，不考慮車內假人的傷害指標。
3.設計方法
3.1 白車身有限元建模
3.1.1 網格劃分
輕量化設計時對白車身的網格劃分，主要用四邊形殼單元、三角形殼單元、焊點單元、剛性單元來模擬，單元的平均尺寸不超過5mm。
3.1.2 單元質量控制
白車身有限元網格劃分時單元質量控制標準如表5-1所示。
根據白車身各零件材料特性參數，輸入單元的材料屬性，包括密度、泊松比、彈性模量、剪切模量、材料的本構關系。
展開 選擇相應的白車身結構設計概念是為了探索工業折紙技術，這使更輕材料折疊成復雜車身結構件形狀。成型是在裝配位置使用簡單廉價夾具完成的。開發白車身部件的幾何、拓撲等功能需要設計專業的學生與結構專業的學生之間廣泛的合作，也需要仔細平衡白車身剛度、包裝空間、成本和重量設計要求。
解決方案
首先，利用折疊金屬成形技術（FMT），從多次試驗和實驗中獲得一個鋁合金白車身設計。再造出一個卡板模型來證明折疊金屬技術的可行性。這個可行性評估很重要，特別在高負載結構區域（支柱塔和車身前部安裝點）。利用紙板模型的分析結果，折疊金屬技術被利用到了前擠壓結構、乘客地板區和后擠壓結構。上身結構是鋁管狀構造，包括車頂和車身支柱。
從卡板模型制作中得出經驗之后，用SolidWorks建立了白車身的CAD模型并導入HyperMesh中。所有的FMT結構件和空間管狀框架結構都是用2D面網格建立的。較厚的白車身部件以及關鍵設計區域——前副車架安裝到車身的位置，這些是用3D六面體網格劃分的。
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，包括扭轉和彎曲剛度分析、固有頻率分析、動態壺洞以及加速凹凸載荷分析。 后續使用Altair HyperView后處理模塊查看有限元分析結果，結果顯示白車身設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，施加了動態加速度載荷以及制動和轉彎工況模擬，結果顯示應力不超過許用值。
上圖: 完整的白車身CAD 模型 下圖: 有限元結果，扭轉剛度 白車身結構
結論
經過HyperWorks仿真分析，結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商之后，隊員們在該車上運用了所有這些結構。
展開 白車身剛度是整車性能開發的一個重要指標，它決定了車輛在外力作用下抵抗變形破壞的能力。白車身剛度與整車許多性能指標均有關聯，如耐久性能、碰撞安全性能、操穩性能和NVH性能等。而白車身彎曲剛度和扭轉剛度是反映白車身剛度的兩項重要性能指標。當前的主流輕量化設計趨勢就是在控制成本和重量的前提下，盡可能提升白車身的彎扭剛度值。其中，白車身扭轉剛度還是白車身輕量化程度的重要表征。國際上流行的一個重要的車身設計指標—輕量化系數，就是根據白車身扭轉剛度、白車身質量、軸距和輪距計算得到的。
圖1 白車身扭轉剛度分析結果
輕量化系數公式：
圖2 輕量化參數的示意圖
圖3 扭轉剛度分析結果（z向位移圖）
利用OptiStruct求解器計算BIW的扭轉剛度，采用的加載工況和約束條件，及根據仿真分析的結果計算得到該白車身扭轉剛度值，白車身輕量化系數，詳情見收費內容部分。
該白車身的扭轉剛度為8377.033N?m/deg，白車身輕量化系數為1.192。
凡購買本案例的朋友在操作上有什么疑問，都可以私信我，針對本案例中的操作問題我將免費為你解答。還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒意思！
展開 、選擇約束和加載，進行白車身剛度分析；
2、針對白車身扭轉與彎曲剛度，進行料厚靈敏度分析；
3、輸入白車身剛度目標值，進行料厚與材料的白車身減重優化；
4、根據減重優化結果，更新白車身模型；
操作示例：
1、基于白車身剛度工況，進行料厚與材料的白車身減重優化；
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白車身彎扭剛度仿真分析13天前
這邊有一個白車身模型，網格劃分已經完成了，扭轉剛度分析也完成了，需要進行一個彎曲剛度仿真分析，還有個一個優化解決方案，需要一同實驗，有償幫助
2e131afb58e879789bd8190fad5e2f5d&scene=21&token=1877904434&lang=zh_CN&poc_token=HCEszmmjZbogzIP526Ed1QnSKlZn67SLENKhGFCC#wechat_redirect" rel="noopener noreferrer" target="_blank">8小時實操，零CAE基礎也能搞定白車身仿真
一項生成式設計案例研究顯示，在 13 個主要碰撞載荷工況下滿足甚至超越結構性能要求的同時，該方法將白車身質量減少了 77%。假設實際應用中質量保留率損失 50%，據估算，僅在制造環節，這款車型就能節省 5 億美元原材料成本，同時減少 135 萬噸二氧化碳排放。
以白車身產線為例，其蘊含了大量隱性信息。在生產過程中，每把焊槍會記錄電流、電壓，并同時采集環境溫度、濕度等信息。這些數據可用于構建數字孿生系統，開展應用分析。
若某個焊點出現異常，可能引發一系列連鎖反應。比如，焊點開裂會削弱車身剛度，最多可能降低15%，進而引發異響甚至客戶投訴，嚴重時需召回車輛，帶來巨額成本。
直播報名
8月27日 14:00
▲ 掃碼參與報名
立即預定
直播內容聚焦
? Simufact Forming軟件使用技巧
? 自由鍛與環軋工藝專業模塊介紹
? 自由鍛與環軋工藝行業案例分享
李仁軍
?？怂箍倒I軟件技術專家
主要負責海克斯康Simufact的技術支持與項目實施工作，在鍛造成形仿真、白車身焊接、金屬3D打印等工藝仿真領域具有多年的項目實施與交付經驗
● 應用場景：汽車白車身焊接中，Simufact預測的鈑金件變形量（如0.8mm翹曲）通過PLM接口傳輸至eMMA，驅動檢測計劃優先級調整。
CAD模型協同
Simufact輸出的變形后CAD模型（STEP格式）可直接導入eMMA，與三坐標測量數據（PC-DMIS生成）進行偏差比對。eMMA基于仿真結果自動更新檢測基準，指導測量程序優化。
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例如白車身扭轉剛度與模態分析，傳統有限元前處理 7 天，SimSolid 只需 8 分鐘完成建模。
? 4. 分析類型全面
涵蓋靜力學（線性/非線性）、動力學、模態、瞬態、譜分析、隨機振動、頻響、熱分析（穩態/瞬態）、疲勞分析等，與主流有限元功能覆蓋一致，但效率提升可達百倍。
? 5.
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駕駛室白車身重要安裝點剛度分析規范
