白车身局部固定点刚度评价方法
车身在开发过程中,如果白车身局部固定点刚度不足,与白车身局部固定点相连接的附件、总成的稳定性会受到影响,比如车门铰链固定点刚度不足会导致车门下沉,久而久之会对车门的气密性产生影响(卡车车门下沉的现象非常普遍)。若后视镜固定点刚度不足,车辆在高速行驶或颠簸路况时后视镜会有抖动现象,导致驾驶员的后视效果不稳定而出现安全隐患。如果前围板、天窗、仪表板、转向柱等车身附件总成固定点刚度不足,会导致车辆在运行过程中产生各种异响及振动噪声等等,这些现象都会导致驾驶员疲劳及烦躁等,所以如何避免由白车身局部固定点刚度不足而影响车身使用安全性和使用舒适性的问题有非常重要的意义。
目前在评价白车身局部固定点刚度的验证手段中,主要有CAE模拟试验验证、物理试验验证两种方法。由于厂家和工程人员的不同,评价标准一直未能统一。同时在实际的验证过程中,由于诸多干扰因素的存在,验证人员得到的试验结果往往不能一致,甚至有时差别较大。两种验证方法的脱钩现象说明,目前的CAE试验、物理试验从验证条件、验证方法、和结果评价方面还有待完善,需要进一步做相应改进。
本文主要从车身及其附件的基本特性进行论述,以白车身及其附件的局部固定点刚度计算为例,对传统的CAE模拟试验验证、物理试验验证白车身局部固定点刚度的方法做一些基本讨论,同时提出一种新的CAE模拟试验验证方法。以此为设计人员在设计过程中提供有效的建议,使其对白车身的设计更加合理规范,以避免车身在使用过程中因局部固定点刚度不足而带来不必要的损失。
2 传统在车身开发阶段局部固定点刚度的评价方法
以卡车驾驶室前车门铰链固定点刚度分析为例
2.1 CAE 模拟方法
模型截取方法及边界条件
约束方式为悬置处全约束,载荷为每个螺栓孔分别施加 X 向、Y 向、Z 向各单位载荷的力,每个铰链固定点的螺栓孔要单独加载。具体的约束及加载形式见图1、图2。
图1 模型约束方式 图2 模型加载方式
建模方法要严格按照分析模型建立规范执行。螺栓孔模型质量:螺栓孔处建模要严格按照螺栓螺母压紧的实际位置进行,原则上要进行两圈washer,直径与螺栓孔直径相同,具体建模方式如图3、图4所示。
图3 螺栓孔建模方式 图4 螺栓孔建模方式放大图
物理试验验证方法与 CAE 模拟试验方法的约束加载方式基本相同,其约束加载方式如图5、图6、图7所示。
图5 前门上铰链X向加载照 图6 前门上铰链Y向加载照片 图7 前门上铰链Z向加载照片
计算结果需给出加载点在加载方向上的位移值,并算出相应的刚度值。
K=F/S
其中F为施加的力,单位为N;
S为施力点法向方向上位移,单位为mm;
K的单位为N/mm;
评论