汽车车身设计-第三章.pptVIP

3．接头刚度的模拟计算 2）接头刚度计算 ①定义局部坐标系 例— A柱到顶盖接头的A柱（腿1） 扭转方向：正交于截面（局部坐标x方向） 前/后方向：A立柱截割面上，垂直于风窗表面的方向（局部坐标z方向） I/O方向：截面上风窗表面切线的方向（局部坐标y方向） 第三节 车身结构的力学特性和力学模型 一、车身结构内力 二、车身结构中构件的截面性质 三、车身结构中构件节点（接头）的性质 四、车身参数化模型 五、车身详细模型 六、设计各阶段对模型的要求 3．接头刚度的模拟计算 2）接头刚度计算 ②约束顶盖侧纵梁和前横梁（腿2、3）远端所有自由度 ③分别在A柱截割端的前/后（或上/下）、内/外和扭转方向施加一个转矩，先后得到相应的三个转角，则三个方向的接头刚度值可求 同样方法分别求得顶盖侧纵梁和顶盖前横梁的刚度 第三节 车身结构的力学特性和力学模型 一、车身结构内力 二、车身结构中构件的截面性质 三、车身结构中构件节点（接头）的性质 四、车身参数化模型 五、车身详细模型 六、设计各阶段对模型的要求 4．接头刚度对整体车身刚度的影响 车身结构的内力通过接头传递，接头的变形影响整个车身结构的变形 研究表明，车身接头刚度对整个车身刚度的影响可达50%~70% 车身结构梁和柱的截面对接头的刚度有很大的影响 第三节 车身结构的力学特性和力学模型 一、车身结构内力 二、车身结构中构件的截面性质 三、车身结构中构件节点（接头）的性质 四、车身参数化模型 五、车身详细模型 六、设计各阶段对模型的要求 车身有限元模型 杆件—梁单元 接头—接头单元 地板、顶盖等—板壳单元 第三节 车身结构的力学特性和力学模型 一、车身结构内力 二、车身结构中构件的截面性质 三、车身结构中构件节点（接头）的性质 四、车身参数化模型 五、车身详细模型 六、设计各阶段对模型的要求 基于性质的参数化模型（PBM—Property Based Models） 描述车身力学特性，定义主要结构的拓扑 其结构部件，如接头、梁和板壳在拓扑定义的节点处连接 在PBM有限元模型中分别用梁单元、接头超单元和地板板壳单元的力学特性表示 单元参数的确定 通过分析和专家经验，考虑设计、制造等要求 在进行性能优化时，不断适时修改PBM 是用于优化结构性能和方案评估的有效工具 第三节 车身结构的力学特性和力学模型 一、车身结构内力 二、车身结构中构件的截面性质 三、车身结构中构件节点（接头）的性质 四、车身参数化模型 五、车身详细模型 六、设计各阶段对模型的要求 精确计算必须用板壳单元模拟 一个轿车车身的单元数至少有数万个，其自由度数可达数十万个 单元尺寸 多在20mm左右，目前正在向更小的方向发展 单元边长之比控制在1:5以内为宜 第三节 车身结构的力学特性和力学模型 一、车身结构内力 二、车身结构中构件的截面性质 三、车身结构中构件节点（接头）的性质 四、车身参数化模型 五、车身详细模型 六、设计各阶段对模型的要求 四边形板单元在平面应力状态下 每个节点有两个自由度 第三节 车身结构的力学特性和力学模型 一、车身结构内力 二、车身结构中构件的截面性质 三、车身结构中构件节点（接头）的性质 四、车身参数化模型 五、车身详细模型 六、设计各阶段对模型的要求 四边形板单元在弯扭应力状态下 每个节点有三个自由度 第三节 车身结构的力学特性和力学模型 一、车身结构内力 二、车身结构中构件的截面性质 三、车身结构中构件节点（接头）的性质 四、车身参数化模型 五、车身详细模型 六、设计各阶段对模型的要求 四边形板单元在组合应力状态 每个节点有三个自由度 第三节 车身结构的力学特性和力学模型 一、车身结构内力 二、车身结构中构件的截面性质 三、车身结构中构件节点（接头）的性质 四、车身参数化模型 五、车身详细模型 六、设计各阶段对模型的要求 第三节 车身结构的力学特性和力学模型 一、车身结构内力 二、车身结构中构件的截面性质 三、车身结构中构件节点（接头）的性质 四、车身参数化模型 五、车身详细模型 六、设计各阶段对模型的要求 通过单元的组合，即可获得板单元模型的结构整体刚度方程，并计算出各节点的位移和各单元应力 模型化 把车身结构抽象为一组由力学单元构成的模型，同时给出约束条件和载荷的数学描述 模型化的关键在于尽可能真实地反映车身结构的力学特性 模型化技术关系到计算成本、计算工作量以及计算结果的真实性，还受计算机软、硬件条件的限制，乃至与分析人员技术水平、习惯有关 第三节 车身结构的力学特性和力学模型 一、车身结构内力 二、车身结构中构件的截面性质 三、车身结构中构件节点（接头）的性质 四、车身参数化模型 五、车身详细模型 六、设计各阶段对模型的要求 不同设计阶段对模