【技贴】白车身静刚度分析目的及优化方法!
一、白车身静刚度分析的目的
车身刚度主要分为整体刚度和局部刚度,而车身刚度设计是车身NVH性能的保证基础。车身弯曲及扭转刚度与整车动力学性能、整车NVH性能、疲劳耐久和操稳性能等密切相关。
一般来说,通过合理的整车模态匹配和车身刚度设计,特别是车身结构的整体和局部刚度设计,可以为控制及优化整车振动水平和操稳性能提供保障。
二、白车身刚度与NVH的关系
1、一般来说,车身刚度越高, NVH性能会越好;
2、随着时代的发展,车身的刚度越来越高;
3、高刚度和轻量化指标成为车身开发中日益发展的趋势。
三、白车身刚度的目标制定方法
1、白车身弯曲刚度目标制定
根据振动力学,我们知道均匀梁的频率可以用如下公式表述,而整车可假设为均匀梁,如图1所示。具体可参阅《车身弯曲及扭转刚度目标值确定方法》
图1 均匀梁弯曲刚度简化模型
2、白车身扭转刚度目标制定
当车身转向时,车辆会发生侧倾,这种侧倾会导致质量从一侧转移至另一侧,并会影响车辆的转向特性。在设计悬架时,车身假设为刚体,而悬架参数是基于此假设设计的,所以我们希望车身的扭转刚度要求足够高,以符合车身刚体假设是正确的,上述假设的正确性,可以通过使车身扭转刚度高于悬架刚度的很多倍来实现。即车身扭转刚度主要是基于操稳确定。
图2 汽车操稳侧倾模型
图3 悬架侧倾刚度模型
图4 修正后的悬架侧倾刚度
四、白车身刚度的常用分析方法
通过查阅相关文献及资料,白车身的弯曲及扭转刚度计算方法较多,每个车企不尽相同,对刚度结果的读取及评判也有不同的方法和参考。具体可参阅《车身弯扭刚度分析方法》一文。
五、白车身弯曲及扭转刚度优化方法
在白车身弯曲和扭转刚度分析过程中,大部分都需要优化,以达到预期的目标或参考值。白车身弯扭刚度提升方法比较多,如接头法、截面法、对标法、应变能法、灵敏度法等。在实际工程中灵敏度法、应变能法应用相对较多,而且效果非常明显。
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