概念设计阶段车身简化模型的建立

崔晓

摘 要：为在概念设计阶段缩减时间等设计成本，建立合适的有限元简化模型便于设计研究，采用将车身梁结构的有限元二维梁单元五等分的方法，逐步把二维有限元详细模型替换成为全部一维梁单元简化模型。

关键词：概念设计；简化模型；梁单元

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.228

1 前言

在概念设计阶段中，最早是由丰田对概念车身的结构框架进行研究，提出了FOA [1]技术， 车身是由梁、板以及接头单元组成，并对该简化模型做了静、动力学分析。房立存[2]开发了一种设计工具能快速生成概念结构的几何有限元和几何模型，并能优化一维的梁单元以及进行车身设计。李卓森[3]用FEM对概念设计阶段进行车身设计研究，用空间板壳单元以及薄壁梁单元建立了概念设计阶段的轿车简化力学模型，并分析了主要断面的截面特性对汽车车身刚度的影响；左文杰[4]开发了一种简化模型是由专用的车身结构单元组成，使所建立的简化模型的力学性能尽可能的接近有限元模型或实车模型，为后续的框架结构优化奠定基础。蔡世民[5]建立的主要由薄板和薄壁梁构成的车身模型，赋予梁以真实截面，并对变化较大的梁截面进行分段处理。邢子敬[6]也将车身简化为由梁单元和板单元组成，采用RBE2单元模拟梁和板之间的焊接，用弹簧单元模拟概念模型中的接头。

2 梁单元特性分析

如图2.1所示：X轴方向的位移自由度：轴拉刚度，表示单元伸缩刚度。

Y轴方向的位移自由度：剪切刚度，表示y轴方向的剪切变形。……