白车身模态分析流程及建模标准
汽车白车身结构设计规范
白车身结构设计规范1、范围本标准归纳了白车身结构设计的一些基本方法和注意事项。
旨在指导汽车白车身的设计开发工作，使在新车型设计开发或改型设计过程中，避免或减少因经验不足造成的设计缺陷或错误，提高设计效率和设计质量。
2、基本原则2．1白车身设计是一个复杂的系统并行设计过程，要彻底地摒弃孤立地单个零件设计方法，任何一个零件只是其所处在的分总成的一个零件，设计时均应考虑其与周边相关零部件的相互关系。
2．2任何一种车型的白车身结构均可按三层板的设计思想去构思结构设计，即最外层是外板，最内层是内板，中间是加强板，在车身附件安装连接部位应考虑设计加强板。
2．3所设计的白车身结构在满足整车性能上、结构上、冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺、总装工艺是否比参考样车或其他车型更优越，是否符合国内（尤其是客户）的实际生产状况，以便预先确定结构及工艺的改良方案。
2.4白车身在结构与性能上应提供车身所需的承载能力,即强度和刚度要求。
3、白车身钣金的材料选取原则：3.1汽车覆盖件所用材料一般是冷轧钢板。
3.2按国家标准选取钣金材料3.3钣金按表面质量分有I，II两级：I级质量最好，适用于外板；II 级次之，适用于内板与加强板3.4钣金按冲压拉延等级分有P，S，Z，F，HF，ZF六级：P：普通拉深级，适用于拉延深度浅的零件；S：深拉深级，适用于拉延深度一般的零件；Z：最深拉深级，适用于拉延深度较深的零件；F：复杂拉深级，适用于结构复杂且拉延深度较深的零件；HF：很复杂拉深级，适用于结构较复杂且拉延深度较深的零件；ZF：最复杂拉深级，适用于结构非常复杂且拉延深度较深的零件；3.5钣金按强度等级分有：普通强度，高强度，超高强度；3.6按宝钢标准选取钣金材料3.6.1钢板及钢带按用途分：牌号用途DC01（St12）一般用（水箱外壳，制桶等）DC03（St13）冲压用（汽车门、窗、白车身件等）DC04（St14、St15）深冲用（汽车门、窗、白车身件等）DC05（BSC2）特深冲用（汽车门、窗、白车身件等）DC06（St16、St14-T、BSC3）超深冲用（汽车门、窗、白车身件等）3.6.2钢板及钢带按表面质量分：级别代号较高级的精整表面FB（O3）高级的精整表面FC（O4）超高级的精整表面FD（O5）3.6.3钢板及钢带按表面结构分：表面结构代号麻面D光亮表面B3.6.4使用部位及选用牌号标记使用部位牌号标记备注1外覆盖件DC04-XX-FD Q/BQB403—2003DC04-XX-FB Q/BQB403—2003 2内板大件（复杂、深）3内板大件（一般）DC03-XX-FB Q/BQB403—20034其它结构件DC03-XX-FB Q/BQB403—20033.6.5牌号标记说明Q/BQB403——2003材料厚度企业标准号此牌号为冷连轧、深冲用、高级精表面质量的低碳汽车用钢板。
汽车车身声腔模态仿真分析方法
车身声腔模态仿真分析方法1范围木标准规定了汽车车身声腔模态仿立分析的分析条件和分析过程。
木标准适用于本公司所有车型。
2术语和定义下列术语和定义适用于本标布.2.1白车身 body in white年身结构件及故盗件的总成，又称“车身木体”.注！包括原盖，翼子板、发动机罩，打李箱荔和车门，但不包括总裳附件及装的件的木涂强的车身总成.2.2声腔 acoustic车辆钊独室内形成的空气密封腔体°2.3声腔模态 acoustic modest内空气在其固有频率下声压的振动情况。
3分析条件3.1分析软件分析软件包括：a）前处理：利用Hypprmesh进行声腔边界有限元税犯处理：利用IMS Virt.ua I. I «h进行声腔网格建模：b）解算；利用LMS ViitudLLub进行声腔模态求解；c）后处理।利用郎Virtual. Lab进行声腔模态结构分析。
3.2模型输入3 2 1白车身、座椅表皮、玻璃有限元网格模型。
3 2 2 CAE分析数据输入消叶，见附录A.4分析过程4.1声腔边界模型处理利用前处理软件HypeiMoshM行白车身、座椅表皮及桢态有限元网格模型的装配.胴除在身外板件及机舲部件，只保超与与驶室空腔相接触的结构部件网格模型，并确保无人于30皿的间隙产生c同时, 对前围、车门底板、后背门内板、地板中大于50的的结构孔洞进行畜时处理a母终形成声腔的边界模型，如图1所示.图1声腔边界模型4.2声腔模型建立4.2.1声腔边界模型导入利用LMS Virtual. Lab软件Structures—Caw"y Meshing模块导入声腔边界网格。
同时导入各板件属性，并在模型中利用List/Mudi£y Properties…命令插入网格属性，如图2所示，以便后续组选择操作.图2声腔边界网格导入4 2.2声腔网格划分设置点ili 插入一Pr“Acoustic MoshersIIex4i-only Cavity Meshcrs Insert Cavity Mesh Part Scan/Me$her出现Cavity Global Specification对话槁如图3所示§中？EloiDonl Sizu设置声学网络的单元尺寸.一般为35 innr-50 anitStructure Grid选项块定了声腔四格边界组成成分，即导入的所有结构网格；Snooih FaRurgy选项选准1顶荔组.玻璃组.A柱、BQ- C柱及叱胸板组，以平滑处理对应结何区域i SharpFeMutes选项选择,的用组、车门内板组.地板组、座椅表皮组，以保留这些区域结构特征.图3声腔网格划分设置面板4.2.3生成声学网格 4. 2.3.1利用人2. 2划分声，腔网格后，由于整个声腔边界组成了不止一个封闭腔体如：驾驶史声腔、座椅表皮声腔、车门声腔等n因此.为生成显线的驾驶空声腔，应在CaKlyXesher (声腔网格组选择面板，如图4所示)中选择网格数(Kb Element)最大的部分作为最终的驾驶室声腔.4 2.3.2生成网格后点击应用、确定.隙藏边界网格和Global Specifications Cavity. 1后，生成声施网格如图5所示。
白车身结构设计与技巧 汽车设计技术
根据制造过 程中出现的 问题对数据 进行优化
完成第二
版冻结数 模
发放附件 供应商
根据第一版冻结数模对 升降器、仪表板等车身 附件和内饰件进行设计
车身结构件——试装验证阶段
钣金一序件制 造完成，模具、 焊装夹具初步 完成，单件检 具全部完成
车身附件及内 外饰快速成型 件或软模件制 造完成
进行车身焊
接及附件、 内外饰装配
力以及使车身结构合理化，采用无承载式车 身。在大客车及轿车现在基本上都采用承载 式车身。
白车身组成：
白车身由前围焊接总成、地板焊接总成、左/右侧围焊 接总成、后围焊接总成、顶盖焊接总成。
三、白车身结构设计的基本原则
白车身设计是一个复杂的系统并行设计过程，要彻底摒弃 孤立地单个零件设计方法，任何一个零件只是其所处在的 分总成的一个零件，设计时均应考虑其与周边相关零部件 的相互关系。
较深的零件
五、白车身设计一般流程
车身结构件———工艺数据设计阶段
车身内板 及加强板 设计
参考标杆车结构与已冻 结的车身外观覆盖件数 模相结合完成整车数模
逆向标杆车关键件及大 件，同时与已冻结的车 身外观覆盖件数模相结 合完成整车数模
完成第一 版工艺数 模
车身结构件——工艺数据设计阶段
工艺分析
第一版工 艺数模
2、钣金按表面质量分有一、二两级：一级质量最好， 适用于外板；二级次之，适用于内板与加强板。
3、钣金按冲压拉延等级分有P、S、Z、F、HF、ZF六 级
4、钣金按强度等级分有：普通强度、高强度、超高 强度钢板。高强度和超高强度按其强化机理分为： 固溶强化、析出强化、组织强化，复合组织强化、 热处理硬化型强化、相变强化、冷作强化、时效强 化等。
某SUV白车身模态分析及优化设计
某SUV白车身模态分析及优化设计文章介绍了某SUV车型的白车身模态分析，并针对计算结果对车身结构和布局进行优化，使整车刚度趋于合理。
优化结果显示：优化后结构、刚度更加合理，并且一阶扭转提高了4HZ，车身重量减少1.5KG。
标签：模态分析；结构优化；有限元分析前言现代汽车设计领域，有限元分析得到了广泛的运用。
车身作为汽车的关键总成，其力学特征对整车的动力学特征起关键作用。
车身模态分析则关系到整车刚度、常规震动和车身减重。
实践证明对白车身结构进行有限元分析可以提前发现、避免相关的设计缺陷，及时整改、优化设计。
从而缩短开发周期，节约试验费用。
文章通过对白车身的模态分析对设计进行结构优化，使得车身结构局部模态和整体刚度特征满足模态规划要求。
1 有限元模型有限元分析基本是利用一组离散化单元组集代替连续体机构进行分析，这种单元组集体称结构力学模型。
车身模型建立原则为能反映车身主要力学结构特征和边界约束条件，其次可考虑在保证正确性的基础上对模型进行适当的简化。
模型建立过程需考虑：模型的简化、网络划分、材料属性确定、单元选择及模型的连接与装配。
为此对模型建立进行了如下处理：1.1 模型建立采用了基准尺寸为10mm的QUASD4划分SHELL单元，局部采用了大于3mm的小尺寸划分，在非关键区域几何过度区少量采用了TRIA3单元。
TRIA3单元占总数的比率小于5%。
1.2 孔径6mm～10mm，用方孔代替；孔径大于10mm，保留孔，孔周围两圈偶数个单元，其他非重要小孔可忽略。
1.3 翻边至少要划分两排网格，圆角大于3mm可以保留，螺栓用RIGID或梁连接。
1.4 焊点采用CWELD/ACM单元，方向同连接壳单元法向量平行。
焊缝则采用CQUAD4和CTRIA3模拟，对不考察局部应力的情况下，有选择性采用节点重合，并保证网络的几何匹配。
根据车身提供的数字模型，最终白车身带玻璃有限元模型单元547，219，节点569，580个，见图1。
白车身模态分析与对标
弹性模蠹 ／ ｉ （ Ｎ ／ ｍｍ ）
：
泊松 比
０ ３
密度 （ Ｔ ｏ ｎ ／ ｍｍ。 ）
７ ８ ５ Ｅ — — ０ ９
求Ｊ ￣ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ 体 ７ 亡 模拟．
ｒ ＿ ｌ ２
焊点
钢
Ｊ 、 Ｊ ５ ｍｍ，二 ‘ 层焊 的焊点 弘冗 、 ｒ 为 ８ ｍｍ， Ｊ Ｈ Ｒ Ｂ Ｅ ２ 死帧拟 艟终搭 ｊ Ｅ 的
４ ５ ５ ５
４ ６ ８５
５ ４１ ８
５ ３ ６ ８
７ ６ ＡＵ Ｔ ＯＴ Ｉ ＭＥ
ＡＵＴｏ ＴＥＣＨ ＮｏＬｏＧ Ｙ ｌ 一 １
● ；
■ｉ
Ｉ
时代汽乍 Ｗ Ｗ Ｗ￣ Ｎ ａ ｕ ｌ ｏ ｔ ｉ ｌ Ｔ １ ｅ Ｃ Ｏ ｌ ｉ １
图３ 整 体 一 阶 扭 转 仿 真 与 试 验 对 比
．
Ｊ １ 】 米ｉ ＇ ｔ ｆ ￣汽 的舒适件 、安 全性 ｆ ¨ ｒ 靠 义以 轿车 白车身 为研究 对象 ．对其
进 订限 屯 态 分析 ．攫取 磬敬 ， 并利用＿ 乍 『 限元 仿 仃顿牢 、振 ｊ 验结
的对怀 采验汪其有限元模 ｎ 勺 仃嫂 ．
２ 白车身有 限元模型 的建立
Ｂ ｌ ｏ ｃ ｋ Ｄ ． ｍ ｃ ｚ － Ｏ Ｓ 法 对 进 ｌ ｊ 性 态 分
３ 模 态 试验 方法
㈠１ ｌ ｑ 模 态 试验 条 件为 台懈 『 ， Ｉ Ｊ 门、 车
表２ 模 态 分 析 仿 真 与试 验 对 比
频率 （ Ｈ ｚ） Ｃ Ａ Ｅ仿真
３１ ４７
Ａ ＵＴ（ ）ＴＥＣＨＮｏ Ｌｏ Ｇ Ｖ
章建军 同济大学
陈芳
林 宏 ２ ０ １ ８ ０ ４
车身CAE-BIP建模标准
BIP建模标准1.0引言这个程序详述了构件BIP模型的方法，对于正确预测车身结构系统性能级别必须要求具有高度的可信性。
BIP是汽车的主要系统，包括：●白车身结构包括了金属钣金件的所有焊点●安装玻璃（挡风玻璃，角窗）●要判断对白车身结构的强度刚度有重大影响的所有螺栓安装的零件●所有的底盘架构和副车架都是刚性连接在车身结构上的图1：BIP有限元模型的图例1.1 汽车/系统/零件需求N/A1.2 限制N/A1.3 参考模型/分析步骤●工装车身建模●焊点建模●粘胶连接建模2.0 软件/计算机硬件和要求2.1 软件要求对有限元前处理没有特殊要求2.2 计算机硬件要求对硬件没有特殊要求2.3 其他要求2.3.1 硬件测试支持N/A2.3.2 预算时间需求/资源●适当修饰BIP模型需要1-5个工作日●大量修饰或合并新的设计理念到BIP模型中需要1-3工作周●依靠可用的CAD表面数据，完全建立一个新的BIP模型需要2-4工作周3.0 数据要求3.1输入数据形式● CAD数据，焊点文件，重量信息，材料属性，适当的有限元模型3.2 输入数据源和检索CATIA，IDEAS，Digital Buck或者其他工具应用于几何，焊接和重量数据3.3 输入数据检查CAD数据和重量信息在开始建模之前应当被检查3.4 输出数据形式●模型建立假设：用一个总结了数据源，布置和方法的文件建立每一个零部件。
● CAE蓝皮书：一个文档列出了模型的零部件和装配信息。
● NASTRAN文件数据包含了几何信息和属性。
4.0 模型，分析和后处理要求4.1 模型4.1.1 模型目录BIP模型包括以下内容：●结构面板（金属板和玻璃）●铸件●焊接（点焊，缝焊）●结构粘胶●其他结构零件的连接，用螺栓或者铆钉更进一步，BIP有以下的子系统组成：●车身板壳：车身底部，天窗，顶棚，车身侧面，角窗●前后：前部结构（水箱支架），前金属面板，前挡泥板，轮舱，前围●安装玻璃：挡风玻璃，角窗●保险杠：前保险杠，后保险杠，吸能单元●副车架：螺栓安装（刚性安装）车架5.0 操作顺序5.1 检验车辆程序信息研究和理解车辆程序信息，包括车身风格，战略规划和假设。
白车身三维设计规范
白车身零部件三维设计规范前言车身三维设计是汽车工程化设计的关键阶段。
主要设计工具是三维设计软件CATIA_V5：设计需要完成车身上各个零件的三维模型，焊接打点图、挤胶图及螺母、螺栓图，零件的定位位置、零件的压紧位置，零件的料厚方向等。
本规范的主要目的是让车身设计人员进行车身三维设计时，依据规范的设计规则，了解设计的方法、设计步骤及注意事项，对车身三维设计具有指导作用，从而缩短设计周期，节省研制经费，提高产品可靠性。
编制：校核：审定：批准：车身三维设计规范1 适用范围本规范规定了车身三维设计的规则及方法。
本规范适用于M、N类汽车的车身设计。
2 引用标准CATIA_V5的start model 文件。
《汽车常用术语统一规定》3 术语3.1 设计前的相关工作在用CATIA对零件进行设计时，要求使用start model格式。
为此，先进行下面工作：a)、将Start Model模板文件“start model Changan automotive engineering institute part”和“start model Changan automotive engineering institute welding”下载到本地机器上。
b)、新建一个PART时，采用“File—New from”菜单命令，然后找到“start model Changan automotive engineering institute part”文件。
图3.1c)、单击“打开”按钮，进入start model模板界面。
3.2 白车身设计规范3.2.1 基本要求a) 模型一律采用整车坐标系,适用右手定则。
b) 模型一律采用毫米作长度单位。
c) 左右对称零件，只设计左件；否则，左右均设计。
3.2.2 命名要求a) 三维数据文件的命名：零件的英文名称零件的件号车型代号●设计完成日期设计者单位、名字简称焊接标记零件的件号车型代号b) Start model 模板中PART的命名要求PART的名字是由项目名称和零件的件号加版本号组成。
白车身建模标准过程示例 SLSS-TS-A031-01-new
文件名称：白车身参数化建模过程示例文件编号：SLSS-TS-A031-01保密等级：★拟制：何林峰日期：2006-10-10 审核：简洁日期：2006-11-18 批准：胡峥楠日期：2007-01-01更改记录：目录前言： (3)白车身参数化建模过程示例的定义 (4)前围板建模方法示例 (4)零件属性确认 (4)处理点云 (5)规则特征的建立 (6)孔特征的建立 (7)焊接边关系的建立 (7)重要检查事项 (8)本文是对上海龙创汽车设计有限公司白车身参数化建模过程示例描述，包括建模操作的详细过程和本文件的管理本文由上海龙创汽车设计有限公司工程支持部起草本文由上海龙创汽车设计有限公司工程支持部管理和解释本文的主要起草人员：何林峰相关链接文件及参考资料：白车身参数化建模过程示例的定义上海龙创汽车设计有限公司白车身参数化建模过程示例描述是公司前围白车身建模详细过程，作为学习白车身建模的样例性文件。
本示例旨在使公司在学习白车身建模过程中更加规范和高效，提高白车身设计的可操作性和可控制性，提高新人快速掌握参数化建模方法。
前围板建模方法示例零件属性确认打开BIW_Start_Model.CATPart，根据Bom表命名另存为E00-5301101A，完善属性：打开找到该零件对应的拆车图片，点云从图片可以看出，该零件的焊点分布，边界情况；处理点云找出点云1检查点云有没有在整车坐标下，装配到位，对点云进行判断，点云是否完整，是否有变形（有变形的须跟主管沟通确定）。
对点云进行稀疏切割处理（imagwear或catia里面操作均可），处理多余的点云，尽量使点云数据量最小，便于提高操作效率；导入到catia零件里面；特征的建立在建模之前我们必须先对零件进行分析，是对称件、不对称件还是局部对称（原则是建模只做左半部分，再镜像到右边，再加局部不对称特征）。
再看特征，建模前在心里对零件构成有一个思路。
特征的建立非常重要，在建立之前一定需要搞清楚这些特征的功用。