耐久性工程車身與底盤

耐久性工程

車身與底盤目錄耐久性挑戰(zhàn)耐久性工程流程載荷與試驗(yàn)車身與底盤的設(shè)計(jì)目標(biāo)CAE分析方法概述2

耐久性挑戰(zhàn)3

耐久性的重要性什么是耐久性耐久性組織是由什么人組成的耐久性工程的流程是什么4耐久性的重要性市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要客戶對(duì)車輛的耐久性提出了越來越高的要求客戶在買車的時(shí)候一般認(rèn)為目標(biāo)車的耐久性是好的高里程耐久性的好壞是車輛質(zhì)量的重要標(biāo)志5什么是耐久性在車輛的整個(gè)使用壽命中，車輛的功能，性能，外表，感覺，聲音質(zhì)量，和安全始終能讓用戶滿意在特定的使用條件下，在設(shè)定的使用期限內(nèi)，客戶不需要進(jìn)行由于磨損和結(jié)構(gòu)破壞而進(jìn)行的修理與更換可靠性的一個(gè)重要組成部分6什么是耐久性在完成耐久試驗(yàn)之前不允許出現(xiàn)任何失效失效的定義車身：1級(jí)和2級(jí)表面的裂紋和永久變形。其他表面的裂紋根據(jù)其對(duì)車輛性能的影響由耐久性團(tuán)隊(duì)決定是否接受底盤：引起可聽見的噪聲，以及車輛操縱穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向性能變化的底盤零部件的裂紋，斷裂，變形及松動(dòng)任何旋轉(zhuǎn)部件的破壞內(nèi)飾件的可見裂紋和磨損其他性能的失效

7耐久性包括使用壽命中的質(zhì)量使用壽命中的可靠性使用壽命中的NVH性能使用壽命中的良好的操縱性。。。。8耐久性涵蓋整個(gè)車輛主要結(jié)構(gòu)懸架，車架，車身附屬結(jié)構(gòu)座椅，車窗，冷卻器支架，電瓶支架，。。。三級(jí)結(jié)構(gòu)內(nèi)，外飾，收音機(jī)支架，茶杯座，。。。非結(jié)構(gòu)件9耐久性組織10耐久性組織所要服務(wù)的對(duì)象:車輛項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，各分系統(tǒng)負(fù)責(zé)人設(shè)計(jì)工程師，開發(fā)工程師主要耐久性組織耐久性項(xiàng)目組用戶擬合載荷測(cè)量與分析計(jì)算耐久性CAE耐久性試驗(yàn)材料試驗(yàn)與分析第二層耐久性組織質(zhì)量，制造，總裝，其他性能團(tuán)隊(duì)，如NVH,車輛動(dòng)力學(xué)，安全性等

耐久性工程流程11耐久性工程目標(biāo)保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)滿足耐久性要求盡最大努力減少樣車試制產(chǎn)品驗(yàn)證:部件-系統(tǒng)-整車12產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)工程V模型13耐久性試驗(yàn)與載荷試驗(yàn)規(guī)范體現(xiàn)90%客戶10年160000公里使用試驗(yàn)里程為2萬公里左右車輛種類不同，試驗(yàn)規(guī)范不同小型轎車，大中型轎車，4x4皮卡/SUV,面包車各自用不同的試驗(yàn)規(guī)范試驗(yàn)條件包括強(qiáng)度，腐蝕，泥沙等試驗(yàn)內(nèi)容有結(jié)構(gòu)，動(dòng)力系統(tǒng)等耐久性試驗(yàn)與載荷SilverCreekPowerHopHillCobbleStone耐久性試驗(yàn)與載荷耐久性試驗(yàn)與載荷

17CustomerCorrelation耐久性試驗(yàn)與載荷

18耐久性試驗(yàn)與載荷

19耐久性試驗(yàn)與載荷

20耐久性試驗(yàn)與載荷載荷：分析載荷（Analytical)FullyAnalyticalSemi-AnalyticalMeasured

21耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

22耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

23耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

24耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

25耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

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27耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

28耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

29耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

30耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

31耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

32耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

33耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

34耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

35耐久性試驗(yàn)與載荷

AnalyticalLoads

36載荷分析和使用

37載荷分析和使用

38載荷分析和使用

39與其他性能之間的協(xié)調(diào)關(guān)系載荷分析和使用

40與其他性能之間的協(xié)調(diào)關(guān)系載荷分析和使用

41載荷分析和使用

42載荷分析和使用

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車身與底盤的耐久性設(shè)計(jì)目標(biāo)底盤系統(tǒng)KinematicAxisDefinitionSuspensionGeometryDefinitionComplianceBudgetDefininationTransientAnalysisExternalDisturbanceAnalysisStep1Step2Step3Step4Step5ChassisSystemDesignSteps底盤系統(tǒng)目的是使底盤與車身連接處的載荷最小側(cè)向載荷由加有襯套的懸架關(guān)節(jié)承受前進(jìn)方向載荷由加有襯套的懸架關(guān)節(jié)和轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)傳遞豎直方向載荷由彈簧和減震器承受底盤系統(tǒng)襯套剛度應(yīng)由耐久性，平順性和轉(zhuǎn)向性平衡決定底盤系統(tǒng)耐久性的關(guān)注點(diǎn)為系統(tǒng)部件的強(qiáng)度系統(tǒng)部件的剛度襯套在整個(gè)使用壽命中的性能保持減震器密封的完好輪胎磨損底盤系統(tǒng)–前懸架麥弗遜懸架低成本–用于中小型前輪驅(qū)動(dòng)轎車主銷偏距受布置限制高度可能影響到引擎蓋高度A臂位置較低影響到側(cè)向和前進(jìn)方向載荷的解耦轉(zhuǎn)向臂偏高影響導(dǎo)致系統(tǒng)側(cè)向剛度偏低底盤系統(tǒng)–前懸架長(zhǎng)轉(zhuǎn)向節(jié)SLA（PickupTruck)零件少，成本低易于側(cè)向柔性不足轉(zhuǎn)向（Complianceundersteer)主銷側(cè)偏距受限A臂位置較低影響到側(cè)向和前進(jìn)方向載荷的解耦彈簧載荷加于控制臂影響強(qiáng)度底盤系統(tǒng)–前懸架

50底盤系統(tǒng)–前懸架懸架硬點(diǎn)位置導(dǎo)致載荷變化底盤系統(tǒng)–前懸架懸架硬點(diǎn)位置導(dǎo)致載荷變化底盤系統(tǒng)–后懸架底盤系統(tǒng)–后懸架底盤系統(tǒng)–后懸架底盤系統(tǒng)–后懸架底盤系統(tǒng)–后懸架底盤系統(tǒng)–后懸架底盤系統(tǒng)底盤系統(tǒng)耐久性設(shè)計(jì)過程前期–利用G載荷解構(gòu)硬點(diǎn)確定以后–利用時(shí)域載荷相近車型計(jì)算載荷車身系統(tǒng)車身系統(tǒng)載荷車身系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成車身系統(tǒng)受載方式–桿與梁車身系統(tǒng)板件車身系統(tǒng)變形的嚴(yán)重性車身系統(tǒng)閉口截面的重要性車身系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)則車身系統(tǒng)車身系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮車身系統(tǒng)制造考慮車身系統(tǒng)布置考慮車身系統(tǒng)應(yīng)力放大：截面變化或應(yīng)力集中車身系統(tǒng)應(yīng)力放大車身系統(tǒng)應(yīng)力放大車身系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)則

75車身系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)則車身系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)則車身系統(tǒng)

78設(shè)計(jì)實(shí)例車身系統(tǒng)

79設(shè)計(jì)實(shí)例車身系統(tǒng)

80總結(jié)

動(dòng)態(tài)疲勞CAE方法VPG

81CAE分析方法概述疲勞初步

82疲勞初步

83疲勞初步

84疲勞初步

85疲勞初步

86疲勞初步

87疲勞初步

88疲勞初步

89疲勞初步

90疲勞初步

91疲勞初步

92疲勞初步

93疲勞初步

94疲勞初步

95疲勞初步

96疲勞初步

97疲勞初步

98疲勞初步

99疲勞初步

100疲勞初步

101疲勞初步

102疲勞初步

103CAE疲勞分析過程

104StressesDisplacementshapeCAE疲勞分析過程

105StressesExpressedwrtdisplacementShapesGlobalDOFCAE疲勞分析過程

106PrincipalStressVonMisesStressCAE疲勞分析過程

107StaticAnalysiswithForceInputCAE疲勞分析過程

108CAE疲勞分析過程

109CAE疲勞分析過程

110QuasiStaticAnalysis–InertiaReliefSystemis“SUPORT”edaturEquationofConstraintofFreeMotionCAE疲勞分析過程

111RelationshipbetweenuandurCAE疲勞分析過程

112SamewaytocondensethemassmatrixCAE疲勞分析過程

113FinallyUsethePreviouslyDerivedrelationshipstoderiveCAE疲勞分析過程

114DynamicAnalysiswithForceTimeHistoryInputCAE疲勞分析過程

115CAE疲勞分析過程

116ModalStressElementStressasalinearcombinationofmodalstressandmodalcoordinatesCAE疲勞分析過程

117ModalStressExamples殘余模態(tài)

118NASTRAN所有加載點(diǎn)上的由于單位載荷產(chǎn)生的變形–

靜模態(tài)正常模態(tài)分析NASTRAN檢查靜模態(tài)與正常模態(tài)的相關(guān)性NASTRAN將靜模態(tài)做與正常模態(tài)的正交化處理處理后得到整個(gè)系統(tǒng)的全部模態(tài)ModaltruncationEffect模態(tài)阻尼模態(tài)阻尼是頻率的函數(shù)一般取為常數(shù)–3-6%阻尼越低，應(yīng)力越高有時(shí)可根據(jù)已知某點(diǎn)的應(yīng)力或響應(yīng)預(yù)估模態(tài)阻尼

119積分步長(zhǎng)

120載荷過濾

121過濾方法：窗口過濾靜載荷：載荷過濾窗口高度=（max.load–min.load)*percent(%)動(dòng)載荷：模態(tài)位移過濾窗口高度=（max.modaldiap.–min.modaldiap)*percent(%)窗口高度一般采用20%單元選擇

122NVHvs.疲勞分析

123疲勞分析

124UniaxialTheory疲勞分析

125疲勞分析

126疲勞分析

127EventBasedFatigueAnalysis疲勞分析

128AddNewEventtoRegulatetheCriticalPlane疲勞分析

129應(yīng)用實(shí)例1

130SUV背門活頁開裂問題分析應(yīng)用實(shí)例1

131問題描述：某SUV背門活頁與門框連接處出現(xiàn)裂紋應(yīng)用實(shí)例1

132解決問題途徑對(duì)整個(gè)車身模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)疲勞壽命分析，使用載荷為所有試驗(yàn)路段時(shí)域載荷找出壽命最短單元并找出造成破壞的試驗(yàn)路段。PowerHopHill路段是造成破壞的主要原因應(yīng)用實(shí)例1

1333.找出裂紋處單元的主應(yīng)力時(shí)域曲線