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在汽車制造領域，借助流體力學可以優(yōu)化車身的設計，降低車身的空氣阻力，提高燃油的經(jīng)濟性。

在新的車身結構開發(fā)初期，設計工程師需要盡快知道當前設計車身結構的動態(tài)特性。使用傳統(tǒng)有限元方法進行求解，面臨網(wǎng)格剖分、邊界條件設置、模型裝配、求解計算等一系列的工作，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)品設計迭代的腳步。

使用過程中的材料不能屈服，這是結構設計的底線。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，再來設計零件的結構，比如板子設計多厚，軸承設計多粗。 在設計過程中，必不可少的一步就是計算。這個計算，可以手動用公式，但面對復雜的零件，往往力不從心。現(xiàn)在常用的，是用計算機仿真計算。

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

一些結構焊接工藝的規(guī)劃，經(jīng)過Simufact welding仿真驗證后，幫助其提升了焊接變形質(zhì)量控制，受益明顯。 以下案例來自上海大眾汽車有限公司，展示了Simufact welding焊接工藝仿真軟件變形結果與實際焊接變形結果對比。結構分別為B柱熱成型板激光焊接案例以及白車身側(cè)圍門框焊接變形。

防眩目后視鏡固然能防眩目，但在從車庫倒車出來時由于車后面的光線較強而車前光線弱，此時后視鏡如變暗就不利于倒車時看清車后情況，因此一些汽車便設計成當汽車掛倒擋時能自動取消防眩目功能。如沒有自動取消功能的也會設計有手動取消防眩目功能。5、對于外后視鏡的基本要求：外后視鏡外形輪廓不但影響到車身的外觀，也影響到車身尺寸，行業(yè)標準有轎車外后視鏡的安裝位置不得超出汽車最外側(cè)250毫米的規(guī)定。

防眩目后視鏡固然能防眩目，但在從車庫倒車出來時由于車后面的光線較強而車前光線弱，此時后視鏡如變暗就不利于倒車時看清車后情況，因此一些汽車便設計成當汽車掛倒擋時能自動取消防眩目功能。如沒有自動取消功能的也會設計有手動取消防眩目功能。5、對于外后視鏡的基本要求：外后視鏡外形輪廓不但影響到車身的外觀，也影響到車身尺寸，行業(yè)標準有轎車外后視鏡的安裝位置不得超出汽車最外側(cè)250毫米的規(guī)定。

一些結構焊接工藝的規(guī)劃，經(jīng)過Simufact welding仿真驗證后，幫助其提升了焊接變形質(zhì)量控制，受益明顯。 以下案例來自上海大眾汽車有限公司，展示了Simufact welding焊接工藝仿真軟件變形結果與實際焊接變形結果對比。結構分別為B柱熱成型板激光焊接案例以及白車身側(cè)圍門框焊接變形。

——前模仁展示四、模具設計師技能提升必備結構：汽車后視鏡二次行位——后模仁展示五、模具設計師技能提升必備結構：汽車后視鏡二次行位——后模油缸二次行位六、模具設計師技能提升必備結構：汽車后視鏡二次行位——后模行位運動解析七、模具設計師技能提升必備結構：汽車后視鏡二次行位——后模斜頂八、模具設計師技能提升必備結構：汽車后視鏡二次行位——整體前模

，在仿真、高性能計算 (HPC) 和人工智能等領域提供軟件和云解決方案，服務于16000多家全球企業(yè)，應用行業(yè)包括汽車、消費電子、航空航天、能源、機車車輛、造船、國防軍工、金融、零售等。

2 儀表板橫梁結構設計2.1 橫梁的定位安裝策略橫梁一般在車身布置8～10個固定點，車身左右側(cè)4個固定點，地板有2個或4個固定點，在前艙布置1～2個固定點。儀表板橫梁一般選取YZ平面作為X向定位基準。橫梁設計時，一般在左、右端板分別焊接主、輔定位銷，按照左主右輔原則與車身定位進行設計[8]，定位銷直徑為13 mm～16 mm。

汽車行駛中，國內(nèi)一般公路上路面激勵 1～3 Hz，車輪不平衡激勵低于 11 Hz，傳動軸激勵高于 40 Hz，發(fā)動機怠速二階不平衡激勵 26.7±1.67 Hz[10]。從以上分析可以看出，白車身主要的激勵來自發(fā)動機的振動，研究汽車的動態(tài)特性，能有效地分析其舒適性和疲勞壽命。設計汽車時，車身的固有頻率必須要有效地避開其激勵頻率，防止發(fā)生共振。

*本文源自汽車行業(yè)用戶范會超投稿1.工程背景近幾年，在機械產(chǎn)品設計領域，SimSolid 作為一款無網(wǎng)格分析軟件，正發(fā)揮著日益重要的作用，尤其在鋼結構設計過程中展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。傳統(tǒng)鋼結構設計流程復雜，需投入大量時間進行有限元模型構建與分析，而 SimSolid 的出現(xiàn)極大地簡化了這一過程。

要降低車身材料的使用，應在汽車模具設計開發(fā)過程中，對材料的利用率進行嚴格要求，在設計過程中對工藝及產(chǎn)品結構進行分析和改進，來提高材料利用率。因此，沖壓SE在汽車車身開發(fā)中的有效運用可提高材料的利用率。?實現(xiàn)產(chǎn)品結構的合理定義產(chǎn)品結構的合理定義可以實現(xiàn)各部位結構的實用性以及較高的材料利用率。

孫志遠等[9]用拓撲優(yōu)化的方法對汽車前車架進行了輕量化設計，車架在結構優(yōu)化后減輕了30.8%;Kiani等[10]用拓撲優(yōu)化的方法對鎂材料的車身進行輕量化設計，仿真結果顯示了車身在滿足碰撞和振動要求下，質(zhì)量大幅減少。本文采用碳纖維復合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼制材料車門進行輕量化設計。

在維持汽車重要區(qū)域原結構、車身模態(tài)和剛度性能等基本不變的基礎上，對于其他部位進行優(yōu)化從而達到輕量化、新型材料應用等。基于CAE分析的優(yōu)化設計也常用于新車型的開發(fā)。近年來，隨著對汽車本身的安全性要求不斷攀升，對汽車車身結構安全部件材料的優(yōu)化設計就顯得異常重要！針對此材料和厚度的交互性問題，推出其匹配優(yōu)化的設計方式。首先主要通過傳力路徑和能量分析的方式初步選取相應設計部件。

汽車側(cè)圍加強板一體式門環(huán)結構就是將汽車車身傳統(tǒng)的A柱上加強板、A柱下加強板、B柱加強板和門檻加強板獨立分件結構，設計成一體式的門環(huán)結構。這種一體式門環(huán)一般是通過創(chuàng)新的激光拼焊工藝形式，將不同厚度和不同強度的熱成形鋼板拼成一個環(huán)，再通過熱成形工藝生產(chǎn)出最終的零件。

本文摘錄自期刊題目名為“快速網(wǎng)格變形技術在車身開發(fā)流程中的應用”，感謝作者：廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院的閆亮、姜葉潔、劉向征和袁煥泉 車身是汽車的重要組成部分，是汽車所有總成及乘員的載體，其重量約占整車重量的 40%，對車身結構進行優(yōu) 化設計能夠有效降低汽車自重。