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車身是轎車的關鍵總成之一，白車身的強度決定了整車的安全性、經(jīng)濟性，白車身的制造成本也是整車制造成本中的主要構(gòu)成部分。
本研究經(jīng)過對某轎車白車身在扭轉(zhuǎn)工況、垂直工況、轉(zhuǎn)彎工況、制動四種工況強度分析的基礎上，針對車身某些零部件組成改變了材料牌號，針對修改之后的白車身模型進行了同樣五種工況下的強度校核，結(jié)果表明降低成本后的白車身滿足強度要求，最終對車身強度沒有影響的前提下降低了白車身的制造成本。白車身有限元模型的建立采用有限元分析法殼體時，主要分析類型為平板型殼單元。殼體單元基本的理論假設是：殼體產(chǎn)生小變形時，可以忽略沿殼體厚度方向的變形，并且認為直法線假設成立，即變形后中而法線保持為直線且仍為中而的法線，與薄板不同的是，板的中而是平而而殼的中而是曲而，殼體變形時中而不但發(fā)生彎曲，而且也將產(chǎn)生而內(nèi)伸縮變形。
邊界條件：如圖所示，約束前后減震器塔位置自由度，加載：在垂直工況下施加3.5倍的重力加速度，在轉(zhuǎn)彎工況下施加1.0倍的重力加速度，在制動工況下施加0.7倍的重力加速度。
各工況強度分析結(jié)果如表所示。從分析結(jié)果可以得出制動工況應力最小49.2MPa，車身應力強度有過多富余，垂直工況應力最大為183MPa，安全系數(shù)為1.85，其他各個工況下車身強度均符合要求。
白車身應力強度有過多富余，而試圖通過改變車身殼體厚度需要重新設計磨具，制造成本將大大提高，也會耗費大量時間，為此本研究這里選擇在不影響車身強度基礎上，通過降低車身某些零部件的材料牌號來達到降低車身制造成本的目的。
從白車身上選取2個應力較大區(qū)域，各區(qū)域的位置如圖所示。由于只改變材料的牌號，對白車身載荷基本無改變，以上2個區(qū)域部件應力較大，分別為130MPa，125MPa，均低于材料屈服極限。由于本次材料牌號降低部件均不在以上2個區(qū)域，表明本次材料牌號降低在扭轉(zhuǎn)工況下不影響白車身強度。
按照未降低材料牌號之前的邊界條件，模擬垂直3.5倍加速度模擬分析后的應力云圖如圖。由統(tǒng)計分析結(jié)果可以看出，垂直3.5倍工況下最大應力發(fā)生在左右前減震器塔處，按照此處材料的屈服極限計算得出，安全系數(shù)為2.1，2.05，安全系數(shù)較高，表明車身此處強度符合要求。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術服務與解決方案
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