某运动型汽车车身骨架轻量化设计.pdf

研 与开发 DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2013．05．019 某运动型汽车车身骨架轻量化设计 张 怡 (广州城市职业学院机电工程系，广东广州 510405) 摘要：建立了某运动型汽车车身骨架有限元分析模型，根据车身骨架特点，确定了车身轻量化设计的设计变量；根据车身骨架 静态分析，确定了轻量化设计的约束条件 ，从而建立了运动型汽车车身轻量化设计的数学模型；并通过轻量化设计给出了车身 骨架的优化设计方案。 关键词：车身骨架 ；强度；刚度；轻量化设计 中图分类号：U463．82 文献标识码 ：A 文章编号：1009—9492f2013105—0068—03 ResearchonLightweightDesignofSomeSportsCarBodyFrame ZHANG Yi (DepartmentofMechatronicsGuangzhouCityPolytechnic，Guangzhou510405，China) Abstract：Thispaperestablishedasportscarbodyframefiniteelementmodle．Accordingtothecharacteristicsoftheflame， thedesign variablesaredecided．Andaccordingtothestaticanalysis，theconstraintsareconfirmed ， SOthatthelightweightdesignmathmodel aboutthesportscarbodyframeisestablished．Basedonthelightweightdesign，alloptimaldesignprogramofthesportscarisputforward． Keywords：Cra bodyframe；strength；stiffness；lightweightdesign 0引言 可信，在 自由状态下，将实车车身利用四根橡皮 随着现代汽车技术的发展，如何节能减排成 筋悬挂，利用正弦波扫频信号，采用单点激振方 为每一个汽车厂商都关注的问题…。运动型汽车车 法做模态试验 ，测出该车身骨架前九阶固有频 身骨架是各个总成的安装基体，同时又承受汽车 率，与仿真模拟结果相对比如表 1所示。 行驶过程中各种负载和动载荷，其轻量化程度一 方面直接影响到整车质量，另外一方面也影响到 汽车的油耗和排放。本文以某企业项 目为依托， 建立某运动型汽车的车身骨架有限元分析模型 ， 利用现代优化设计方法，在保证原车身骨架性能 的基础上对其进行轻量化设计 [2-41。 1结构分析模型的建立 运动型汽车车身骨架 由一些不同截面形状的 图1 ZK1100RR车身骨架的CAE模型 管型梁焊接而成，本文运用CATIA建立车身骨架 表1 车身骨架模态仿真与试验结果对比 的 维模型，运用Hypermesh软件中的四边形壳 阶数 l 2 3 4 5 6 7 8 9 单元对其进行离散 ，车身骨架各部分之间的连接 计算H／z 65．32 7020 76．80 846o 107．90 l1240 12560 l58．8O 19070 方式为两部件共用 ，建立的三维有限元分析模型 如图l所示 。 实测H／z 65．43 7373 79．10 8984 10498 129．88 13574 156．25 176，76 为了检验车身骨架有限元分析模型是否合理 相对误差％／ 0．10 4．78 2．90 5．83 2．78 13．50