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在新的車身結(jié)構(gòu)開發(fā)初期，設(shè)計(jì)工程師需要盡快知道當(dāng)前設(shè)計(jì)車身結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。使用傳統(tǒng)有限元方法進(jìn)行求解，面臨網(wǎng)格剖分、邊界條件設(shè)置、模型裝配、求解計(jì)算等一系列的工作，幾輪迭代下來也需要幾天的時間。因此有限元仿真分析往往跟不上現(xiàn)在快速產(chǎn)品設(shè)計(jì)迭代的腳步。

車身是汽車行駛運(yùn)動過程中的主要承載體。車身由大量的部件構(gòu)成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作條件也十分復(fù)雜。主要的工作載荷包括：驅(qū)動慣性力，制動慣性力，轉(zhuǎn)向慣性力，不平路面激勵力和動力結(jié)構(gòu)載荷等等。如果車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剛度設(shè)計(jì)不足，則車身的振動頻率會引起結(jié)構(gòu)共振，進(jìn)而引起結(jié)構(gòu)連接的強(qiáng)度失效（產(chǎn)生塑性變形），進(jìn)而導(dǎo)致車門、窗框、背門框等變形過大。最終導(dǎo)致車門卡死、玻璃破碎、密封失效、漏氣漏水等問題。

04 最 后 通過上述，我們對于這5款車身的材料、結(jié)構(gòu)、連接工藝有了初步了解，但是根據(jù)目前白車身的發(fā)展，鋼鋁混合更加是目前一個趨勢，具有利于量產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)輕量化與成本的均衡。而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，相信鋼鋁車身的結(jié)構(gòu)會更加成熟。

五、結(jié)語 在當(dāng)前的汽車車身設(shè)計(jì)中，由于發(fā)動機(jī)性能的提升，汽車的設(shè)計(jì)速度也在提升。而汽車的空氣阻力會直接影響到燃油經(jīng)濟(jì)性。借助流體力學(xué)可以有效分析出汽車在行駛中的受力情況。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，借助相關(guān)的軟件可以完成流體分析，通過分析有助于提升汽車設(shè)計(jì)的效果。

海克斯康解決方案FTI 工藝設(shè)計(jì)及模具成本海克斯康FTI 工藝設(shè)計(jì)及模具成本解決方案（PROCESSPLANNER），專業(yè)用于解決車身鈑金沖壓工藝設(shè)計(jì)及模具成本，在鈑金件沖壓早期工藝規(guī)劃階段，使用PROCESSPLANNER功能，可以在幾十秒內(nèi)獲得沖壓工藝設(shè)計(jì)方案，可快速用于沖壓設(shè)備選型、規(guī)劃生產(chǎn)線、模具結(jié)構(gòu)、模具成本，并可以生成詳細(xì)的工藝和成本摘要及報告，包括模具加工時間、沖壓成本等信息

鐵的事實(shí)是，凡是模具交付時間跨過一兩個整年或更久的，被主機(jī)廠拒絕接收，細(xì)看產(chǎn)品和模具缺陷的前三，大都逃不出設(shè)計(jì)的缺陷。工藝定型、結(jié)構(gòu)鎖定，鉗工即使使出九牛二虎之力，耗費(fèi)扭轉(zhuǎn)乾坤之神，改進(jìn)改善也泛善可陳。正側(cè)交刀結(jié)構(gòu)分析車身覆蓋件是復(fù)雜的三維曲面結(jié)構(gòu)，許多產(chǎn)品修邊時不可能四周全部一次正修。為規(guī)避鈍口和銳口，就需要采用側(cè)修，圖2 為某發(fā)罩外板正側(cè)交刀下模結(jié)構(gòu)。

Odyssee軟件能夠根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果或有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行模型的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，來預(yù)測車身結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性，從而進(jìn)一步縮短仿真時間，并可用于研究設(shè)計(jì)參數(shù)靈敏度以及參數(shù)的優(yōu)化。 在新的車身結(jié)構(gòu)開發(fā)初期，設(shè)計(jì)工程師需要盡快知道當(dāng)前設(shè)計(jì)車身結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。使用傳統(tǒng)有限元方法進(jìn)行求解，面臨網(wǎng)格剖分、邊界條件設(shè)置、模型裝配、求解計(jì)算等一系列的工作，幾輪迭代下來也需要幾天的時間。

海克斯康車身虛擬智能裝配解決方案針對汽車行業(yè)車身虛擬裝配全過程，該方案涵蓋了汽車車身裝配試制工藝全過程，包括冷連接（自沖鉚接、壓鉚等）、熱連接（弧焊、激光焊、電阻束焊、電阻點(diǎn)焊等）以及可以考慮前序的鈑金沖壓工藝的殘余應(yīng)力和變形結(jié)果，與海克斯康掃描檢測方案聯(lián)合，不單單是基于標(biāo)稱幾何的仿真試制，而是能夠考慮結(jié)構(gòu)實(shí)際制造工藝造成的尺寸偏差，將掃描變形數(shù)據(jù)考慮到裝配仿真中。

使用過程中的材料不能屈服，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的底線。具體的流程，就是要先確定這個零件在車上是怎么用的，工作在什么溫度、受什么限制、受到多大的力。確定了這些，再來設(shè)計(jì)零件的結(jié)構(gòu)，比如板子設(shè)計(jì)多厚，軸承設(shè)計(jì)多粗。 在設(shè)計(jì)過程中，必不可少的一步就是計(jì)算。這個計(jì)算，可以手動用公式，但面對復(fù)雜的零件，往往力不從心。現(xiàn)在常用的，是用計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算。

圍觀 技術(shù)中心-車身鈑金件設(shè)計(jì)手冊

針對鈑金結(jié)構(gòu)機(jī)柜防塵防水設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員要思考結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并明確防塵防水設(shè)計(jì)的原理和具體的對策，只有這樣才能夠提升設(shè)計(jì)的水平和設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法取得了較大的發(fā)展。根據(jù)設(shè)計(jì)變量的類型不同，結(jié)構(gòu)優(yōu)化已由較低層次的尺寸優(yōu)化發(fā)展到較高層次的結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化，進(jìn)而發(fā)展到更高層次的拓?fù)鋬?yōu)化。優(yōu)化算法也由簡單的準(zhǔn)則法發(fā)展到數(shù)學(xué)規(guī)劃法，進(jìn)而發(fā)展到遺傳算法等。在保證產(chǎn)品達(dá)到某些性能目標(biāo)并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設(shè)計(jì)變量，使產(chǎn)品的指標(biāo)或性能達(dá)到最期望的目標(biāo)，就是優(yōu)化方法。

圖1.菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)形式菲涅爾透鏡是一種利用多層環(huán)形圓錐表面構(gòu)成的特殊面型結(jié)構(gòu)，用以使光線按預(yù)定會聚角會聚的光學(xué)元件，他等效于一個球面透鏡，如圖2所示。菲涅爾透鏡多用于要求結(jié)構(gòu)簡單的大孔徑非成像系統(tǒng)，特別是照明系統(tǒng)更為常見。這類系統(tǒng)往往只需要一個單片透鏡，工藝簡單可以模壓成形。在對該類透鏡初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時利用 OCAD 程序也非常簡單。

圖1 SOL 101靜力學(xué)分析客車白車身MSC Nastran解決方案MSC Nastran集成了很多仿真類型求解功能，使工程師能夠解決各種各樣的問題。例如，求解序列SOL 101用于計(jì)算結(jié)構(gòu)的靜態(tài)剛度。客車設(shè)計(jì)工程師將使用它來計(jì)算車身的整體剛度，并可視化白車身（BIW）結(jié)構(gòu)中可能承受高壓縮或高張力的部分。

2.材料選擇 汽車零部件材料輕量化和結(jié)構(gòu)輕量化兩者相輔相成，在選用合適材料輕量化基礎(chǔ)下，借助結(jié)構(gòu)輕量化最大限度地實(shí)現(xiàn)踩踏板輕量化。所選材料既要保證零部件強(qiáng)度要求，又要實(shí)現(xiàn)減輕車身自重的目標(biāo)。目前汽車常用輕量化材料有高強(qiáng)鋼、鋁合金和復(fù)合材料。

因此，設(shè)計(jì)過程中需要對白車身模態(tài)特性進(jìn)行模擬分析，以優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)的振動特性，避免發(fā)生共振和異響，并觀察振動頻率及振型狀態(tài)，確定是否進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化以加強(qiáng)車身局部剛度，提升其穩(wěn)定性和安全性[2]。1 計(jì)算方法白車身近似為多自由度線性無阻尼振動系統(tǒng)，其振動方程為[3]式中，M 為白車身質(zhì)量矩陣；K 為白車身剛度矩陣； X?? 和 X 分別為節(jié)點(diǎn)加速度、位移矢量。