汽车车身关键安装点静刚度分析及评价指标
车身动力总成悬置安装点动刚度分析与优化
３，７００
转速『 ｒ．ｍ－ Ⅱ一
问题与发动机转速有关 ，与变速器档位无关 ，初步 怀疑 为发 动机 振 动直接 通 过悬 置系 统 、排气 系 统
图 １ 地 板 振 动加 速 度 曲线
等传递至车身或与进气系统、排气系统 、车身系统
结构 频率 耦合 共振 产 生 ，对 以上系 统部 件进 行 整
车道路 测试 。 ｌｚ－ｓ．‘ｌＩ 器曩
ｌ ｉ ｉ
Ｄ ０ ０
６ ４ ２ １ ８ ６ ４
从源 、路径 、响应考虑查找 问题原因 ，分别在
发动机悬置支架、排气管吊挂支架 、及车身地板布
置三向加速度传感器 ，运用 ＬＭＳ公司 Ｔｅｓｔ．Ｌａｂ测
试 软件 ，采 用 Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ—Ａｄｖａｎｃｅｄ测 试模
现 ，当发 动 机转 速达 到 ３８００ ｒ／ｍｉｎ时 ，车 内地 板存 在明显振动峰值（图 １），样车为直列 ４缸 ４冲程发 动机 ，发动机 ２阶能量对地板振动贡献较大 ，频率 为 １３０Ｈｚ。从悬置支架的振动加速度与车内地板 振动数 据 中可 以看 出（图 ２），发 动机前 悬置 被动侧 支架 振 动 与 地板 振 动 峰 值相 对 应 的频率 相 近 ，且 能量较大。车型开发前期 ，已对悬置支架模态进行
Ｉ 动力总成系统 ｌ动力 蓥接盘
考 一
一 ／
厂
仿真分析 ，频率在 ５００Ｈｚ以上 ，但悬置支架安装在 前副车架横梁上 ，对此安装位置 、结构进行实车分
ｌ 车身局部 ｌ
析 ，结构较弱 ，将前悬置支架与安装横梁断开后 ，
图 ３ 动 力总 成一悬 置 系统 一车 身模 型
主ｍｉｎ以上前地板振动大受发动机悬 置支架 安装 点影响 ，动力总成振动主要从前悬置位置传递到 车 身 ，引起 车 内地板振 动 。
轿车白车身静刚度分析
某些有 向环 的消 除并无 现成 规则 可供 遵 循 ．需要装 配工 艺人员 的介入 或者 对装 配顺 序 推理 规则集 进行
（ｎｖｒ ｔ ｏ ｈ ｇ ａ ｆｒ ｃ ｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎｌ ｙ Ｕ ｉｅｓｙｆ Ｓ ａ ｈ ｉｏ ｉ ｃ ｉ ｎ Ｓｅ ｅｈ ｏ ｇ ， ｏ Ｓ ａ ｇａ ２０ ９ ，ｈｎ） ｈ ｎｈ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ ｉ
手减少 实际 参与排 序 的节点 数 、消 除初 始装 配信 息
模 型 图 中 的 有 向 环 的 途 径 来 建 立 车 身 装 配 体 的 Ａ Ｖ模型 。 配体 中一 些典 型子 装配 的识 别与装 配 Ｏ 装
Ｔｈ ｅ Ａｕｔ －Ｂｏ ｙ Ａｓ ｅ ｂｌ ｑｕ ｎ ｅ Ｐｌ ｎ ｏ ｄ ｓ ｍ ｙ Ｓｅ ｅ ｃ ａ Ｂａ ｅ ｏ ｐ ｌ ｇ ｃ ｌＳｏ ｔｉ ｓ ｄ ｎ Ｔｏ ｏ ｏ ｉ ａ ｒ ｎ Ｄｉｅ ｔ ｄ Ｇｒ ｐ ｒ ｃｅ ａ ｈ
维普资讯
轿车白 车身静刚度分 ， 林 析 夏国
设 计 －硼 究
底
夏 国林
（ 龙 联 合 汽车 工 业 （ 金 苏州 ） 限公 司 ， 州 ２ ５ ２ ） 有 苏 １０ ６
摘 要 ： 用ＨｙｅＭｅｈ Ａ Ｓ Ｓ 件 建 立 了 某 国 产 中 高级 轿 车 白车 身 的 有 限 元 模 型 。通 过 对 其 进 行 刚度 分 析 和对 国 采 ｐｒ ｓ和 Ｎ Ｙ 软 内 外 同级 别 的车 型 进 行 比较 来 判 断 该 轿 车 的 刚 度 情 况 ．针 对 分 析 结 果 和 相 关 车 型 的 比较 后 对 该 车 刚度 情 况 做 了一
某商用车白车身静刚度试验方法研究
４）测试结果分析处理 主要从以下几方面分析： ① 各测点位移变形量以及扭转角； ② 前后轴轴间相对扭转角； ③ 底板在长度方向上扭转角变化曲线。 此次试验测试结果如表 ２ 和图 ９、图 １０ 所示。
表 ２ 轴间相对扭转角计算结果
加载方式 载荷 ［Ｎ﹒ｍ］
１０００ ２０００ ３０００ ４０００
顺时针加载
２．２ 车身扭转刚度计算 客车车身为复杂的空间结构，不同部位的扭转 角有所不同，通常以形为统计目标。当左右载荷不 等时，将会使车身产生扭转变形，作为变形程度的 值，通常用到的扭转角有以下两种： １）前后围间相对扭转角（见图 １）； ２）前后车桥底架轴间相对扭转角。
2 车身静刚度理论计算
２．１ 车身弯曲刚度
２２ 技术纵横
图 ４ 白车身弯曲刚度约束及加载示意图
图 ５ 弯曲试验
４）测试结果分析处理 主要从以下两方面分析： ①各测点在垂直方向上的位移变形量（并找出 沿长度方向上位移变形最大值）； ②底板在长度方向上的垂直挠度变化曲线。 此次试验测试结果如表 １ 和图 ６ 所示。
轻型汽车技术 ２０１１（１／２）总 ２５７／２５８
车身弯曲刚度是评价客车车身性能的一个重要
指标，弯曲刚度可看作是在车身垂直力作用时，车身
纵向的张力，是表示其挠度程度的量。车身的弯曲刚
度可由车身前后的变形量来衡量，对多处加载情况
的弯曲刚度计算，我们通常用车身载荷 Ｗ 与门槛或
纵梁处的最大弯曲挠度 Ｚ 的比值来衡量弯曲刚度，
此时的弯曲刚度计算公式为［１］：
表 １ Ｚ 向挠度计算结果 （单位：ｍｍ）
测点位置
－７－０．０５５
０．４２５
１．１２０
１．９７０
测点位置
２１００
车身(车架)刚度CAE分析和试验方法
本标准由奇瑞汽车有限公司汽车工程研究院和试验技术中心提出。 本标准由奇瑞汽车有限公司汽车工程研究院标准管理科归口。 本标准起草单位：汽车工程研究院 CAE 部和试验技术中心。 本标准主要起草人：杨晋、田冠男、章礼文、张厚平。
加载方法： 在驾驶室和车架的前两个安装点上施加一大小为2000N·m的力偶，力的方向沿Z向。
4.2 弯曲刚度
4.2.1 承载式轿车白车身
白车身弯曲刚度约束和加载方法如图5所示。
约束车身前左、 右减振器座 Y、Z 平动自由度
约束车身后左、 右弹簧座 X、Y、Z 平动自由度
载荷为 1500N
图 5 白车身弯曲刚度约束和加载方法
加载方法： 在前后约束点中间位置对应的纵梁处施加沿 Z 轴负向 F=1500N（试验时，可依据 CAE 分析出的
刚度结果和测试设备量程设定合理的载荷大小）的载荷（分别加于左右两处）。
4.3 试验设备
对于质量较小的乘用车、微型车，可以用根据英国 Lotus 公司的建议所做的静刚度试验专用试验台架 完成扭转和弯曲刚度试验；对于质量较大的商用车可以采用 MTS 设备进行扭转和弯曲刚度试验。
注：对于约束方法的第一条，在试验中如果已通过专用加载设施实现，就不必再用额外约束装置实现。
加载方法： 在车身和车架的前两个安装点上施加一大小为 2000N·m 的力矩，力的方向沿 Z 向。
4.1.4 车架 车架扭转刚度约束和加载方法如图4所示（适用于公司P系列和H系列车）。
载荷2000N·m
车身模态及接附点动刚度分析
后ꎬ共有 ３ １０４ ４２９ 个单元、２ ７１７ ０２９ 个节点ꎬ三角
形单元占比为 ５ ３％ ꎮ
表 １ 车身材料参数
Ｔａｂｌｅ １ Ｂｏｄｙ ｍａｔｅｒｉａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
材料
弹性模量 / ＭＰａ
泊松比
钢
２ １ × １０ ５
ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔꎬｉｔｓ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄꎬｔｈｅ ｆｒｅｅ ｍｏｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｂｏｄｙ ｗｉｔｈｉｎ
０ ~ １００ Ｈｚ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ １６ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ ｐｏｉｎｔｓ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄꎬｔｈｅ ｌｅｆｔ ｆｒｏｎｔ ａｎｄ ｒｉｇｈｔ
格比例较大ꎬ网格主要由四边形单元和少量三角
形单元混合而成ꎬ采用三角形单元是为了获得更
高质 量 的 整 体 网 格ꎬ 其 数 量 不 超 过 单 元 总 数 的
１０％ ꎮ 组件进行连接时ꎬ主要使用螺栓、点焊和粘
胶三种方式ꎬ车身相关材料参数如表 １ 所示ꎮ 车
身厚度约 ０ ７ ~ ３ ２ ｍｍꎬ有限元模型中厚度设置
下的动刚度特性较差ꎬ此时进行模态分析ꎬ通过分
析车 身 模 态 频 率 与 振 型 来 判 断 产 生 峰 值 的 原
因 [１３] ꎮ ＩＰＩ 计算公式为
ＩＰＩ ＝
－ ｗ２ ｘ０ ｅ ｊｗｔ － ｗ２
ｘ̈
－ ｗ２
＝
＝
＝
ｊｗｔ
Ｆ
Ｋｄ
Ｆ０ ｅ
ｋ ห้องสมุดไป่ตู้ ｗ２ ｍ ＋ ｊｗｃ
(９)
沈 阳 理 工 大 学 学 报
汽车车身静刚度自动化测试系统试验研究
汽车车身静刚度自动化测试系统试验研究智淑亚;高素美;凌秀军【摘要】汽车车身刚度是评价设计可靠性和整车安全性的重要指标.建立了车身静刚度自动化测试系统,以某型轿车为例,基于车身静刚度计算理论,研究车身扭转和弯曲刚度实时检测试验.试验与仿真结果表明,该测试系统不仅可实现全自动化测试,且测试精度高,测试方法和结果可为实现车身轻量化提供一定的参考.【期刊名称】《金陵科技学院学报》【年(卷),期】2016(032)004【总页数】5页(P33-37)【关键词】车身;静刚度;扭转刚度;弯曲刚度;自动化【作者】智淑亚;高素美;凌秀军【作者单位】金陵科技学院机电工程学院,江苏南京211169;金陵科技学院机电工程学院,江苏南京211169;金陵科技学院机电工程学院,江苏南京211169【正文语种】中文【中图分类】U467现代轿车为满足轻量化要求，大多采用承载式车身结构。
承载式车身几乎承载着汽车全部载荷，因此车身应具有足够的刚度。
车身刚度是评价设计可靠性和整车安全性的重要指标。
刚度试验是验证、评价车身刚度的主要途径，而试验数据精度则直接影响车身轻量化程度，如何提高其精度是当前汽车行业研究的重要课题。
本文以长安福特(承载式轿车)为例，采用现代计算机检测与控制技术对车身静刚度进行自动化测试，以为实现车身轻量化提供参考依据。
车身静刚度包括扭转刚度和弯曲刚度。
扭转刚度表示车身在凸凹不平路面上行驶时抵抗斜对称扭转变形的能力，车身结构的扭转刚度为单位扭转角所受的力，其计算模型如图1所示。
扭转刚度计算式为：扭转角计算式为：式中K—扭转刚度/(Nmm·rad-1)；T—作用在车身上的扭矩/Nmm；θ—轴间相对扭转角/(°)；ΔR—右侧纵梁(或门槛梁)测点的挠度/mm；ΔL—左侧纵梁(或门槛梁)测点的挠度/mm；S—同一截面两测试点间的距离/mm。
通过简支梁偏置加载模型将考察转角转化为考察垂向位移，计算模型如图2所示[1]。
汽车车身关键安装点静刚度分析及评价指标
车身关键安装点静刚度分析及评价指标1范围本标准规定了牛身关键安装点静刚度分析条件.建模方海I•况加载、数据处理及评价指标本标准适用丁本公司系列车型.2分析条件2.1分忻软件包括，a)前处1 更软件Hypcrmcshxb)解算软件Nastranrc)启处理软件Hy^crvi cw A2 2依抿附录A中农A 1规定要提供输入数据包插ta)口午身、玻瑙及开闭件泊模：b)口车身、玻璃、开闭件质址及材制等相关信息。
3建模方法按匚吐崖模耍求及规范对口车身辿:行建模Ja)单元尺寸控制在10左右；b)网格质圮控制标准’1)Jacobian>0.6；2)45<quad<lS5t3)30<tria<120：4)WarpingVlS5)aspect ratio<5i6)trianglcs<l(Wi t.4工况加载4.1对车身施加釣束务件，釣束过程为：a)斥戏式车身在前后减徹;B支座安装点釣束二个方向的平动口由度，如图1所示:b)非用鼓式车身在车身恳遥安装点釣束三个方向的平动白由度，如图2所示。
4.2对乍身俺加载荷.如用3所示.垂K 丁•关镶安装孔平面施加3U0 N 的載陥安装孔农面釣束囱积 视安装孔嫖栓垫片直徑而定.无撷栓的安装点如屐置点视接融面积大小而定C1233图1垠裁式车身约東位直图2罪承载式车身约束彳立直图3关犍安装点加我方式4.3涉及分析的所冇乍身关健安装点，见衷一表1车身关键安装点明细表5数据处理安装点静两度值按公式(L)进行计算：4F/S (1)式屮2/ —安装点静刚由，单住为牛顶毎理米5畑小：F——戦仏单位为牛(切r$——交装点位锹单红厘米<!mi> ■6评价指标艾键安装点静刚度评价原则为；G不低T标杆乍水平*b)不低T•数据阵中网级别车型平均水平,附录A（规范性附录）CAE分析数据输入淸单CAE分析数据输入清单編出G»/Qc-€Y-€AE-VD-04 识别号:SJSR-CAE■车型代号一口xX。
车身静强度
车身静强度车身总成强度可用动态或静态试验方法加以考核。
动态强度试验主要包括实车碰撞、摆垂冲击、整车坠落及实车翻滚等试验，可以真实地再现实际使用状态，但试验难度大，试验成本高，所以在车身开发初期以较低成本用静态试验来初步评价车体的强度性能。
CAE静态分析，即用有限元法分析白车身的刚度、强度，包括结构、连接点、重要部位、焊点等；动态分析，即用有限元法分析白车身的模态，给出振动和噪声状况；碰撞分析，即用专用软件模拟撞车时的车身状态；空气空力学方面知识：汽车风阻的五个组成部分车身造型设计是一门很大的学问，其中重要的内容就是风阻问题。
平常说的风阻大都是指汽车的外部与气流作用产生的阻力。
实际上，流经汽车内部的气流也对汽车的行驶构成阻力。
研究表明，作用在汽车上的阻力是由5个部分组成的。
一、外型阻力，指汽车前部的正压力和车身后部的负压力之差形成的阻力，约占整个空气阻力的58%；二、干扰阻力，指汽车表面突出的零件，如保险杠、后视镜、前牌照、排水槽、底盘传动机构等引起气流互相干扰产生的阻力，约占整个空气阻力的14%；三、内部阻力，指汽车内部通风气流、冷却发动机的气流等造成的阻力，约占整个空气阻力的12%；四、由高速行驶产生的升力所造成的阻力，约占整个空气阻力的7%；五、空气相对车身流动的摩擦力，约占整个空气阻力的9%；针对第一、二种阻力，轿车车身应该尽量设计成流线型，横向截面面积不要太大，车身各部分用适当的圆弧过渡，尽量减少突出车身的附件，前脸、发动机舱盖、前挡风玻璃适当向后倾斜，后窗、后顶盖的长度、倾角的设计要适当。
此外，还可以在适当的位置安装导流板或扰流板。
通过研究汽车外部的气流规律，不仅可以设计出更加合理的车身结构，还可以巧妙地引导气流，适当利用局部气流的冲刷作用减少车身上的尘土沉积。
针对第四种阻力，要设法降低行驶中的升力，包括使弦线前低后高，底版尾部适当上翘，安装导流板和扰流板等措施。
一部分外部气流被引进汽车内部，可能会在一定程度上减少了外部气流对汽车的阻力，但气流在流经内部气道时也产生的摩擦、旋涡损失。