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車身是轎車的關(guān)鍵總成之一，白車身的強(qiáng)度決定了整車的安全性、經(jīng)濟(jì)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(qiáng)度分析的基礎(chǔ)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(jìn)行了同樣五種工況下的強(qiáng)度校核，結(jié)果表明降低成本后的白車身滿足強(qiáng)度要求，最終對車身強(qiáng)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(shí)，主要分析類型為平板型殼單元。殼體單元基本的理論假設(shè)是：殼體產(chǎn)生小變形時(shí)，可以忽略沿殼體厚度方向的變形，并且認(rèn)為直法線假設(shè)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(shí)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(qiáng)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(yīng)力最小49.2MPa，車身應(yīng)力強(qiáng)度有過多富余，垂直工況應(yīng)力最大為183MPa，安全系數(shù)為1.85，其他各個(gè)工況下車身強(qiáng)度均符合要求。
白車身應(yīng)力強(qiáng)度有過多富余，而試圖通過改變車身殼體厚度需要重新設(shè)計(jì)磨具，制造成本將大大提高，也會耗費(fèi)大量時(shí)間，為此本研究這里選擇在不影響車身強(qiáng)度基礎(chǔ)上，通過降低車身某些零部件的材料牌號來達(dá)到降低車身制造成本的目的。
從白車身上選取2個(gè)應(yīng)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(gè)區(qū)域部件應(yīng)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(gè)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(qiáng)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(yīng)力云圖如圖。由統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可以看出，垂直3.5倍工況下最大應(yīng)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(jì)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(qiáng)度符合要求。
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