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在現(xiàn)代汽車設(shè)計過程中，車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的好壞直接影響到整車的疲勞壽命、碰撞、振動等諸方面性能，因此，對車身進(jìn)行強(qiáng)度分析可以及時驗證設(shè)計方案的合理性，改進(jìn)設(shè)計方案，縮短開發(fā)周期，提高設(shè)計效率，降低設(shè)計成本，具有重要的現(xiàn)實意義。車身強(qiáng)度有限元分析時，載荷邊界條件非常復(fù)雜，既有來自地面和貨物的外界激勵，也有來自發(fā)動機(jī)的內(nèi)部激勵。為了簡化分析，忽略了發(fā)動機(jī)的內(nèi)部激勵，只考慮發(fā)動機(jī)質(zhì)量、貨物質(zhì)量和地面的外界激勵。通過對客車實際工作狀態(tài)的分析，共模擬了汽車在滿載、制動、轉(zhuǎn)彎、右前輪抬起150mm、左后輪抬起150mm、右前輪和左后輪同時抬起15°六種工況下整車受力狀況，找出高應(yīng)力區(qū)，考察其零部件的強(qiáng)度是否滿足要求，并提出相應(yīng)建議。
客車車身涉及上百個零部件，數(shù)量之多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致網(wǎng)格劃分工作量巨大。對于左右對稱的零件，只需取一側(cè)模型，另一側(cè)網(wǎng)格則可通過鏡像來實現(xiàn)，這樣既提高了網(wǎng)格劃分的效率又保證了結(jié)構(gòu)的對稱性。對于小的線路支架、焊接螺母安裝支架等不影響整車性能的小部件可以不進(jìn)行網(wǎng)格劃分，但車架上的發(fā)動機(jī)安裝支架和起加強(qiáng)作用的小支架必須進(jìn)行網(wǎng)格劃分。對于零件中帶有的一些小孔、翻邊、小的加強(qiáng)筋、細(xì)小的幾何過度等特征，為了提高網(wǎng)格質(zhì)量，需要對這些零件進(jìn)行一定的簡化。
根據(jù)設(shè)計部門提供的白車身三維模型建立起來的有限元模型如圖所示。客車車身所有零部件均采用板殼單元SHELL進(jìn)行劃分，盡量采用四邊形單元模擬，少量三角形單元過渡以滿足高質(zhì)量網(wǎng)格需求。白車身有限元模型總計網(wǎng)格325951個，其中四邊形單元311610個，三角形單元14341個，三角形單元所占的比例為4.40。車身結(jié)構(gòu)中的零件連接方式主要是焊接，其次是螺栓連接。而焊接又以點焊為主，小部分采用邊焊江氧化碳保護(hù)焊。不同的連接形式采用不同的處理方法，點焊的簡化方法是在焊點位置處采用CWELD單元，車架上管梁和縱梁的連接采用節(jié)點藕合。螺栓連接采用RBE2單元模擬，粘膠采用六面體單元模擬。強(qiáng)度分析模型按整車滿載質(zhì)量1980kg計算，白車身的附加質(zhì)量用質(zhì)量點單元CONM2模擬，發(fā)動機(jī)、變速箱、油箱、備胎、水箱、冷凝器、前門總成、中門總成、后背面總成、發(fā)動機(jī)罩總成和座椅及乘員質(zhì)量使用RBE2剛性單元加載到相應(yīng)總成的安裝處。內(nèi)飾件和其它未包含于表中的質(zhì)量按質(zhì)量點的形式加載到前、后縱梁及對應(yīng)地板上。該款微型客車的乘員人數(shù)為5~8名，為了滿足車身在不同情況下的承載要求，以8名乘員駕駛室2名，乘員艙6名計算車身所受的乘員載荷。
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