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一階模態振型對于汽車白車身來說，一階模態通常指的是整個車身圍繞其重心軸線的均勻扭轉或者整體的彎曲。在一階扭轉模態中，車身會表現出一個統一的扭轉形態，從車頭到車尾，沒有中間部分保持靜止或在相反方向扭轉的現象。這種模態在整個車身長度上是連續的，且沒有明顯的節點。

傳統的白車身開發流程以線框車身結構及截面設計為起點，設計出 CAD 數據后通過 CAE 校核反饋，再 優化設計，見圖 1。

整車一階扭轉及整車一階彎曲為白車身整體模態，需重點對比關注。

演示如下：只需白車身的截面信息： 創建的白車身結構如下：生成的梁局部細節如下：步驟視頻如下，如此簡單！ 整個白車身創建過程在幾天內完成，創建后可以方便的應用MeshWorks的參數化功能對整個結構進行參數化調整，也可以用MW強大的網格變形功能做方案迭代。

圖4 白車身模態分析及實驗結果 4.2 白車身扭轉剛度分析 汽車行駛在凸凹不平的路面時，車身將產生扭轉變形。扭轉剛度(K)用于表示車身抵抗扭轉載荷的能力，用式(1)進行計算，車身扭轉剛度通常用車身扭轉角來衡量。

1）白車身模態剛度分析及性能提升 模態分析是模擬自由約束條件下白車身的結構動態特性，其特性用力學系統運動微分方程的特征值及特征向量即頻率和振型來表征。白車身扭轉剛度分析是模擬某車型的白車身固定在臺架上，在前減震器座支點處施加一對力偶T 后，白車身上沿車身縱向各截面處的角變形和扭轉剛度值。

根據項目設定目標，例如白車身扭轉剛度，CAE 部門進行初步斷面分析，在簡單的模型中 輸入斷面參數，使白車身性能達到目標值； CAE 部門將斷面參數交 CAD 部門，設計人員根據造型、工藝等要求進行計劃圖設計，確 定主要斷面形狀； CAE 部門進行主要斷面分析； 隨著結構設計的完成，CAE 部門建立完整、正確的有限元模型進行分析，進行準確斷面分 析，最終確定斷面形狀。

項目背景：在汽車研發初期，需要對各種主要截面進行優化。設計師需要根據CAE分析結果，優化白車身結構，往往會需要將已經成功驗證的結構應用于新車型上；類似于B柱的截面設計，可以參考已量產車型，利用MeshWorks直接對現有的網格變形，不再需要由CAD到CAE，為項目研發節省大量時間。

分析車身的剛度，改進車身結構設計，提高車體剛度是非常重要。 車身性能開發金字塔的最底層是消費者最易感知的性能，即操穩性能，而操穩性能直接相關的就是車身的整體剛度性能。（車身扭轉剛度、區域剛度是和車身操穩性能相關的，因此車身扭轉剛度的性能目標應該滿足操穩性能要求，也應該由操穩性能需求來定義。）

2.2 1+6鋼絲繩運動分析為了清晰地反映鋼絲繩截面上的位移分布情況，取出鋼絲繩z=50 mm的中間截面進行分析，將結果坐標系設置為Global cylindric,鋼絲繩在約束扭轉、自由扭轉時中間截面的各向位移分布云圖分別如圖5、圖6所示。

另外一個不方便之處在于當截面非常多時（大多數情況下一個結構具有幾十個截面），使用上述命令流比較耗時。因此，基于以上不足，小編優化了計算方法，采用MATLAB與ANSYS APDL聯合的方法，一鍵批量計算所有截面的實常數。

國際上目前主要采用車身輕量化系數作為輕量化設計的評價指標，輕量化系數越低則表示車身的輕量化設計越好，計算方法如下式： 式中，L為輕量化系數，mBIW為白車身（BodyinWhite，不包括開閉件、前后風窗玻璃Z等）質量，CT為白車身扭轉剛度，A為四輪間的正投影面積（即平均輪距乘以軸距）。

白車身剛度實驗是評估白車身剛度的一種方法，通過在實驗室中施加一定的力量來測量白車身的變形情況，從而確定其剛度。在實驗中，需要使用高精度的位移傳感器和力傳感器來測量白車身的變形和所受的力。通過將這些數據輸入計算機，可以得到白車身的剛度參數，包括彎曲剛度和扭轉剛度等。二、開閉件耐久實驗開閉件是車輛中的重要部件，包括車門、引擎蓋、行李箱蓋等。

因此，本案例基于PERA SIM PreMech對白車身進行模型的前后處理工作，并通過PERA SIM Mechanical進行模型的求解計算，完成白車身高質量有限元模型的建立，并進行汽車白車身扭轉剛度的計算。

由圖示數據可得出兩種方案的白車身扭轉模態，普通高強鋼方案的一階扭轉模態為31.49Hz，熱成型方案為31.70Hz，提高0.67%，略微提升，兩方案基本持平。

2.注意次要載荷的影響7、 附加力自平衡準則力傳遞中，出現的無用力或力矩，白白增加損耗，通過讓附加力自行平衡或抵消的方法解決。解決措施：1.平衡件；2.對稱安置。8、 空心截面準則彎曲和扭轉應力在橫截面越遠離中心越大，橫截面中心很小，同等材料截面積情況下，空心的結構有更好的強度和剛度。

模型中吊桿兩端與拱肋及主梁剛性連接，通過實常數定義截面面積及彈性模量，精確模擬吊桿的張拉效應。幾何參數化：拱軸線采用懸鏈線方程生成，如有需要可以給出懸鏈線計算的python代碼，評論回復可分享討論。

9、受扭截面凸形封閉準則 受扭轉作用的薄壁構件的截面避免開口形狀，抵抗剪切變形的能力低，扭轉剛度就低。 10、最佳著力點準則 力矢量經過橫截面扭轉中心，不會產生附加扭矩。

白車身快速變形完畢，請看下面動畫：變形前后對比在變形過程中可以保持截面不變整個白車身網格變形方法的全部時間只需要2-3天！！！ 此方法在國外著名的OEM廠商已經成熟應用，國內傳統OEM廠商，新勢力車企等也正在積極開始應用。該方法可以快速進行方案迭代，對于縮短新車型開發的周期具有重要價值！