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現(xiàn)在國內(nèi)汽車行業(yè)對于汽車輕量化問題越來越看重，在滿足強(qiáng)度的條件下使車身車架的重量減低，可使整車重量變小，從而使企業(yè)生產(chǎn)成本及用戶油耗降低，所以足夠的車身和車架強(qiáng)度分析就是該過程中必須保證的。非承載式汽車性能一個重要評價(jià)指標(biāo)也是車身車架的強(qiáng)度，且整車的疲勞壽命、剛度和NVH等性能都受到車身和車架強(qiáng)度的影響。
建立了某中型客車車身車架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析的有限元分析模型(FEM)，利用該模型對車身車架的強(qiáng)度進(jìn)行了理論分析，包括有限元模型的離散簡化原則、模型中各個部件及連接方式所采用的單元類型、所施加的邊界條件和載荷條件，最終找出車身車架模型的易斷裂位置，然后根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)場道路強(qiáng)化試驗(yàn)，重點(diǎn)測試薄弱位置應(yīng)力狀況，并根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果來驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確度，并為該車的輕量化提供了相應(yīng)的數(shù)據(jù)依據(jù)。
一個車輛部件系統(tǒng)不管多么復(fù)雜，在給定的載荷作用下，從對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度貢獻(xiàn)大小的角度看，一定有主要承載構(gòu)件與次要承載構(gòu)件。本研究旨在分析車身車架整體的強(qiáng)度，一些局部的小結(jié)構(gòu)，諸如小孔，凸肩等可以予以忽略。首先將在CATIA中建立的三維實(shí)體模型導(dǎo)入Hypermesh中。在模型中，橡膠彈墊用CBUSH單元來模擬，用GELD模擬焊接單元，螺帽墊片及螺母采用RBE2剛性單元建模，螺栓桿采用梁單元模型。最終的FEM中，節(jié)點(diǎn)個數(shù)有744753個，單元個數(shù)有703126個。
該中型客車承受的載荷很多很復(fù)雜，在各種工況中，車身承受來自乘客、各種裝置和車身自重的重量，并將其傳到車軸上，車架不僅要承擔(dān)安裝在其上的各種載荷，而且還要承受在行駛中由于壞路不平造成的各種載荷，車輛在凸凹的壞路上行駛時，在汽車單輪升起降下，或者成對角線方向的前后輪同時升起降下等情況下，車身車架受扭轉(zhuǎn)，這種扭轉(zhuǎn)使得車身車架承受的應(yīng)力很大，相關(guān)文獻(xiàn)資料及研究成果也表明：整車處于彎扭狀態(tài)是汽車的最惡劣的狀態(tài)，相關(guān)試驗(yàn)表明，靜載實(shí)測的高應(yīng)力點(diǎn)基本上是動載實(shí)測的高應(yīng)力點(diǎn)，因而在進(jìn)行仿真計(jì)算時，可以對模型加載靜態(tài)扭轉(zhuǎn)來模擬汽車動態(tài)扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)，靜態(tài)扭轉(zhuǎn)邊界載荷條件：邊界約束條件是約味后軸正上方所對應(yīng)的兩縱梁上節(jié)點(diǎn)的Y，Z兩方位上的平動自由度，載荷方式是在前軸處施加沿X方向的扭轉(zhuǎn)角度為20°扭矩。
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