白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告.

1、編號： q11-pd-pk-067白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告項目名稱：qq458321486編制：校對：審核：批準(zhǔn)：日期：日期：日期：日期：xx 汽車有限公司2013年 04 月目 錄1. 分析目的12. 使用軟件說明13. 模型建立14 邊界條件35. 分析結(jié)果36. 結(jié) 論21白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司1.分析目的白車身結(jié)構(gòu)的靜強度不足則會引起構(gòu)件在使用過程中出現(xiàn)失效。本報告采用有限元方法對 q11白車身分別進(jìn)行了滿載、1g制動、 0.8g轉(zhuǎn)彎、右前輪抬高 150mm、左后輪抬高150mm、右前輪左后輪同時抬高150mm,6種工況的強度分析，觀察整車受力狀況，找出高應(yīng)力區(qū)，考察其零

2、部件的強度是否滿足要求，定性地評價q11白車身的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并提出相應(yīng)建議。2.使用軟件說明本次分析采用 hypermesh 作前處理， altair optistruct 求解。hypermesh 是世界領(lǐng)先的、功能強大的 cae 應(yīng)用軟件包，也是一個創(chuàng)新、開放的企業(yè)級cae 平臺，它集成了設(shè)計與分析所需的各種工具， 具有無與倫比的性能以及高度的開放性、靈活性和友好的用戶界面，與多種 cad 和 cae 軟件有良好的接口并具有高效的網(wǎng)格劃分功能；altair optistruct 是一個綜和隱式和顯示求解器與一體的大規(guī)模有限元計算軟件，幾乎所有的線性和非線性問題都可以通過其進(jìn)行求解。 通過 a

3、ltair optistruct 可以進(jìn)行任何形狀、 尺寸、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化，采用固定的內(nèi)存分配技術(shù)，具有很高的計算精度和效率。3.模型建立對車身設(shè)計部門提供的 q11 白車身 cad模型進(jìn)行有限單元離散， cad模型以及有限元模型如圖 3.1 所示。白車身所有零部件均采用板殼單元進(jìn)行離散，并盡量采用四邊形板殼單元模擬，少量三角形單元以滿足高質(zhì)量網(wǎng)格的過渡需要，網(wǎng)格描述見表3.1。圖 3.1q11 白車身 cad 以及有限元模型表 3.1 網(wǎng)格描述單元類型四邊形單元三角形單元單元數(shù)目46970015543三角形單元比例3.4%焊接模擬rbe 單元及實體單元涂膠模擬實體單元單元質(zhì)量良好第 1頁 共

4、 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司強度分析模型質(zhì)量按整車滿載質(zhì)量計算，其中的白車身附加質(zhì)量（見表3.2）用質(zhì)量點單元 conm2 單元模擬。發(fā)動機和變速箱、油箱、備胎、冷凝器、前門總成、滑移門總成、后背門總成、發(fā)動機罩總成、 前排座椅及乘員等使用 rbe 剛性單元加載到相應(yīng)總成的安裝處。由于額定載貨質(zhì)心的不可確定性，無法給定具體質(zhì)心位置，因此本次分析在經(jīng)驗基礎(chǔ)上確定質(zhì)心位置，并將額定載貨分布于后地板多處主要受力點處進(jìn)行模擬。具體質(zhì)量點分布情況可參考圖 3.2。表 3.2 q11 白車身附加質(zhì)量及質(zhì)心序號部件質(zhì)心坐標(biāo)（ x， y， z）， mm質(zhì)量， kg1發(fā)動機和變速箱1036.

5、0， -24.0， 187.71302燃油箱1958.9， 258.4， 54.0343備胎3525.8， 94.8， 22.2124散熱器-64.2， 0.70，350.42.55蓄電池1061.903,-456.199,270.094106前門總成813， 731， 671.323/237中門總成1763.3， 733.8， 649.725/258后背門總成3627.1,0,918.7279發(fā)動機罩總成-66.9， 0， 7876.510主、副駕駛座椅及乘員1195,-295/320,61687.5/87.511二排座椅及乘員質(zhì)量、質(zhì)心2048.457， -166.498， 589.908

6、16412三排座椅及乘員質(zhì)量、質(zhì)心2896.054， 0，617.01224313儀表臺質(zhì)量、質(zhì)心475.8， 13.3， 813.8514行李3341.6， 0， 42122515白車身質(zhì)量1769.404,-0.7,552.97530916整車滿載狀態(tài)質(zhì)量參數(shù)1858.4， -3.7， 497.81810圖 3.2 q11 白車身附加質(zhì)量分布第 2頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司4 邊界條件以滿載狀態(tài)下計算車身在以下工況下的強度應(yīng)力。計算工況包括滿載工況（工況1）、制動工況（工況 2）、轉(zhuǎn)彎工況（工況3）、右前輪抬高 150mm 工況（工況4）、左后輪抬高150mm工

7、況（工況 5）、右前輪左后輪同時抬高150mm（工況 6）。載荷如表4.1 所示。表 4.1q11 白車身強度分析工況載荷工況載荷（加速度）滿載-z 向 1g 滿載制動-x 向 1g；-z 向 1g滿載轉(zhuǎn)向-y 向 0.8g ； -z 向 1g 滿載右前輪抬高 150mm-z 向 1g滿載左后輪抬高 150mm-z 向 1g滿載右前輪左后輪同時抬高 150mm-z 向 1g滿載5.分析結(jié)果5.1 滿載工況：滿載工況下，車身和主要零部件應(yīng)力云圖如下所示。車身應(yīng)力云圖第 3頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 前輪殼和前地板q11 后輪罩第 4頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度

8、分析報告xx汽車有限公司q11 頂蓋和后背門框q11 后地板q11 橫梁第 5頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 縱梁5.2 制動工況1g 制動工況下，車身和主要零部件應(yīng)力云圖如下所示。車身受力云圖第 6頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 前輪殼和前地板第 7頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 后輪罩q11 頂蓋和后背門框q11 后地板第 8頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 橫梁q11 縱梁5.3 轉(zhuǎn)彎工況0.8g 轉(zhuǎn)彎工況下，車身和主要零部件應(yīng)力云圖如下所示。車身受力云圖第 9頁 共 2

9、1 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 前輪殼和前地板q11 后輪罩第 10頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 頂蓋和后背門框q11 后地板q11 橫梁第 11頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 縱梁5.4 右前輪抬高 150mm右前輪抬高 150mm工況下，車身和主要零部件應(yīng)力云圖如下所示。車身受力云圖第 12頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 前輪殼和前地板q11 后輪罩q11 頂蓋和后背門框第 13頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 后地板q11 橫梁q11 縱梁第 14頁

10、 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司5.5 左后輪抬高 150mm左后輪抬高 150mm工況下，車身和主要零部件應(yīng)力云圖如下所示。車身受力云圖q11 前輪殼和前地板第 15頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 后輪罩q11 頂蓋和后背門框q11 后地板第 16頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 橫梁q11 縱梁5.6 右前輪左后輪同時抬高150mm右前輪左后輪同時抬高150mm工況下，車身和主要零部件應(yīng)力云圖如下所示。車身受力云圖第 17頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 前輪殼和前地板q11 后輪罩第

11、 18頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 頂蓋和后背門框q11 后地板q11 橫梁第 19頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司q11 縱梁通過以上 6 中工況的計算， 綜合 q11 所用材料的屈服強度值 (見表 5.1)，下面列出各種工況下主要零部件的應(yīng)力值，見表 5. 2。表 5.1 q11車身所用部分材料及其強度參數(shù)材料名稱屈服強度 (mpa)抗拉強度 (mpa)dc01130-260 270dc03120-240 270dc04140-210 270dc06100-180 25008f17529520245410表 5.2主要零部件的應(yīng)力值及其

12、安全系數(shù)統(tǒng)計表右前輪抬左后輪抬右前輪左零件名滿載工況制動工況轉(zhuǎn)彎工況高 150mm高 150mm后輪同時抬高150mm前輪殼48.77201.3151.0384.3300.0275.8后輪罩24.2530.3742.7138.6657.3266.07頂蓋37.4941.20125.2133.6289.3302.1后地板186.1350.2307.7188.7204.3201.0橫梁112.6211.8173.4113.3113.5112.3縱梁81.9179.8799.19105.4138.8119.3第 20頁 共 21 頁白車身結(jié)構(gòu)強度分析報告xx汽車有限公司6.結(jié)論 六個典型工況下，白車身絕大部分零部件應(yīng)力較小； 一些部件出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)域，分析結(jié)果顯示超過材料的屈服極限； 前輪殼高應(yīng)力集中區(qū)域為前輪殼與前地板連