适用于18座轻型客车的承载式车身的性能分析与优化.doc

摘要：车身作为整车的承载部件可以很好的抵消来自行驶过程中的各种冲击作用，提高车辆的使用寿命。在发生碰撞时车身可以极大的保护乘客的生命财产安全，提高被动安全性。因此对车身的设计尤为重要。设计中既要保证车身外观的同时还要保证结构具有足够的刚度和强度来抵抗冲击变形。通过三维几何建模和有限元分析，就可以方便的得到车身在各种工况和载荷条件下的受力情况。降低了车身设计阶段的成本，其得到的结果也相当精确。

本文基于承载式车身的特点，对车身骨架进行了设计和三维几何建模。再对几何进行简化处理后。基于有限元分析方法选取了车辆行驶中的四种典型工况进行了分析计算。分析结果显示，车身结构的最大应力值为极限扭转工况中的153MPa，最大变形量为15.7mm，都没有超出材料的极限值。在对骨架进行12阶的自由模态分析中得出车身固有频率范围在12.25~24.08Hz之间，成功的避免了发动机怠速和悬架工作的振动频率。

关键词：车身骨架；有限元；静力分析；模态分析

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1 引言-1

1.2 研究背景-1

1.3 研究意义-1

1.4 国内外研究现状-2

1.4.1 国外研究现状-2

1.4.2 国内基本情况-2

1.5 课题研究的内容和方法-2

第二章  有限元法基本理论及软件介绍-4

2.1 有限元法-4

2.1.1 有限元法基本思想-4

2.1.2 有限元法基本方法-4

2.2 有限元单元介绍-5

2.3.1 UG软件简介-5

2.3.2 HyperWorks软件简介-6

第三章  车身结构有限元模型-8

3.1 建模准备-8

3.1.1 车身设计及材料性能-8

3.1.2 模型简化-10

3.2 有限元模型的生成-11

3.2.1 材料属性的指定-11

3.2.2 车身中面的抽取与处理-12

3.2.3 网格的划分和处理-14

3.2.4 网格质量检查-15

3.2.5 自由边检查-16

3.2.6 车载质量的处理-17

3.2.7 模型的生成-18

第四章  车身结构有限元分析-20

4.1 载荷工况分析-20

4.2弯曲工况的静力学分析-20

4.3扭转工况的静力学分析-21

4.4急转弯工况的静力学分析-22

4.5制动工况的静力学分析-24

4.6 模态分析-25

4.6.1 模态分析基本概念-25

4.6.2 车身骨架模态分析-25

4.6.3 结果描述及分析-26

结束语-28

致  谢-29

参考文献-30