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车身吊挂点强度有限元分析及优化

Thefiniteelementanalysismethodofbody-in-whitepaintinghangdingpoints

宋起龙

（东风汽车公司技术中心，武汉，430058）

摘要:在乘用车生产过程中，白车身需要进行涂装，为使车身以一定姿态进入电泳池，需要在

车身上预留涂装吊挂点，本文介绍了在三种不同姿态下，车身吊挂点载荷的获取方式，通过非线

性有限元软件Abaqus对车身前后四个吊挂点位置强度进行了分析，依据分析结果，对吊挂点安

装位置进行改善，新方案可满足强度使用要求。

关键词：吊挂点有限元优化

Abstract:Intheproductionprocessofpassengercar,bodywhiteneedstobepainted，Itisnecessaryto

reservethehanyerpointonthebody.Thearticleintroducesinthreedifferentkindsofposture,howto

gettheloadofthebodyhangerpoints.ByusingAbaqus,thestrengthofthesuspensionpointofthe

bodyisanalyzed.Accordingtotheresultsoftheanalysis,thelocationoftheinstallationpointis

optimized,thenewprojectcansatisfytherequest.

Keywords:HangdingpointsFEMOptimize

1概述

在汽车生产过程中，安装内饰座椅等总成零部件之前，需要对白车身加开启件一起进行涂

装，一般涂装姿态有三种，即为水平位置，顺时针45度位置及逆时针45度位置，白车身上

预留有涂装吊挂点，因前期吊挂位置结构设计不合理，会在进入电泳池这段时间内，车身钣

金件产生变形和开裂等问题，所以对车身涂装吊挂点位置进行强度分析也显得尤为重要。

在白车身设计开发初期，结合先进的CAE仿真分析技术，开展对车身吊挂点的强度分析，

需求符合目标的最佳产品设计，进而缩短开发周期和降低开发费用。

本文以某款车型白车身为例，应用非线性有限元软件Abaqus，系统介绍了在涂装时，白

车身三种姿态下吊挂点的载荷获取方式，说明了吊挂点强度分析的边界条件，依据强度分析

结果，对原吊挂位置钣金件进行了改善，在涂装过程中，白车身无变形等问题产生，新方案

强度满足使用要求，

2白车身吊挂点载荷获取

在涂装车间，白车身加开启件以三种姿态进行电泳池，分别为水平位置，顺时针45度，

逆时针45度，其图形如图1-图3所示。

图1顺时针45度图2水平位置图3逆时针45度

在白车身建模完成后，确定车身吊挂点的位置，一般在车身地板有前后四个吊挂位置，

其位置如图4所示。

左前吊挂点左后吊挂点

右前吊挂点右后吊挂点

图4白车身吊挂点位置

因为重点考察白车身吊挂点处的强度，对开启件以质量点的形式进行模拟，通过刚性

单元固定点在车身，开启件的质量必须与实际相符。对车身地板吊挂点处的材料定义材料非

线性，其材料为D180B，输入材料的应力-应变曲线，如图5所示。

图5车身吊挂点材料应力应变曲线

对车身吊挂点进行全约束，对整体施加1.2g的垂向加速度，输出约束点的约束反力，

其边界条件如图6所示。

约束123456

图6车身吊挂点载荷提取分析边界条件说明

计算完成后，提取吊挂点处的载荷，如表1所示。

表1车身吊挂点载荷

顺时针45度水平方向逆时针45度

左前点13401512996

右前点13601520994

左后点95815421842

右后点96115821848

3白车身吊挂点强度分析

对白车身减震器安装点进行全约束，施加三种姿态下吊挂点处的载荷，以水平方向为例，

其边界条件如图7所示。

约束123456

图7车身吊挂点强度分析边界条件说明

载荷施加完成后，提交Abaqus求解器进行计算，以水平方向为例，其前后吊挂点的应力分

布如图8-图11所示。

图8左前最大应力286MPa图9右前最大应力285MPa

图10左后最大应力118MPa图11右前最大应力126MP

水平方向最大应力为286MPa，材料为D180B，材料屈服极限为250M