耐久性工程车身与底盘

耐久性工程

车身与底盘目录耐久性挑战耐久性工程流程载荷与试验车身与底盘的设计目标CAE分析方法概述2

耐久性挑战3

耐久性的重要性什么是耐久性耐久性组织是由什么人组成的耐久性工程的流程是什么4耐久性的重要性市场竞争的需要客户对车辆的耐久性提出了越来越高的要求客户在买车的时候一般认为目标车的耐久性是好的高里程耐久性的好坏是车辆质量的重要标志5什么是耐久性在车辆的整个使用寿命中，车辆的功能，性能，外表，感觉，声音质量，和安全始终能让用户满意在特定的使用条件下，在设定的使用期限内，客户不需要进行由于磨损和结构破坏而进行的修理与更换可靠性的一个重要组成部分6什么是耐久性在完成耐久试验之前不允许出现任何失效失效的定义车身：1级和2级表面的裂纹和永久变形。其他表面的裂纹根据其对车辆性能的影响由耐久性团队决定是否接受底盘：引起可听见的噪声，以及车辆操纵稳定性和转向性能变化的底盘零部件的裂纹，断裂，变形及松动任何旋转部件的破坏内饰件的可见裂纹和磨损其他性能的失效

7耐久性包括使用寿命中的质量使用寿命中的可靠性使用寿命中的NVH性能使用寿命中的良好的操纵性。。。。8耐久性涵盖整个车辆主要结构悬架，车架，车身附属结构座椅，车窗，冷却器支架，电瓶支架，。。。三级结构内，外饰，收音机支架，茶杯座，。。。非结构件9耐久性组织10耐久性组织所要服务的对象:车辆项目负责人，各分系统负责人设计工程师，开发工程师主要耐久性组织耐久性项目组用户拟合载荷测量与分析计算耐久性CAE耐久性试验材料试验与分析第二层耐久性组织质量，制造，总装，其他性能团队，如NVH,车辆动力学，安全性等

耐久性工程流程11耐久性工程目标保证产品的设计满足耐久性要求尽最大努力减少样车试制产品验证:部件-系统-整车12产品开发系统工程V模型13耐久性试验与载荷试验规范体现90%客户10年160000公里使用试验里程为2万公里左右车辆种类不同，试验规范不同小型轿车，大中型轿车，4x4皮卡/SUV,面包车各自用不同的试验规范试验条件包括强度，腐蚀，泥沙等试验内容有结构，动力系统等耐久性试验与载荷SilverCreekPowerHopHillCobbleStone耐久性试验与载荷耐久性试验与载荷

17CustomerCorrelation耐久性试验与载荷

18耐久性试验与载荷

19耐久性试验与载荷

20耐久性试验与载荷载荷：分析载荷（Analytical)FullyAnalyticalSemi-AnalyticalMeasured

21耐久性试验与载荷

AnalyticalLoads

22耐久性试验与载荷

AnalyticalLoads

23耐久性试验与载荷

AnalyticalLoads

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AnalyticalLoads

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AnalyticalLoads

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27耐久性试验与载荷

AnalyticalLoads

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29耐久性试验与载荷

AnalyticalLoads

30耐久性试验与载荷

AnalyticalLoads

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AnalyticalLoads

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AnalyticalLoads

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AnalyticalLoads

35耐久性试验与载荷

AnalyticalLoads

36载荷分析和使用

37载荷分析和使用

38载荷分析和使用

39与其他性能之间的协调关系载荷分析和使用

40与其他性能之间的协调关系载荷分析和使用

41载荷分析和使用

42载荷分析和使用

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车身与底盘的耐久性设计目标底盘系统KinematicAxisDefinitionSuspensionGeometryDefinitionComplianceBudgetDefininationTransientAnalysisExternalDisturbanceAnalysisStep1Step2Step3Step4Step5ChassisSystemDesignSteps底盘系统目的是使底盘与车身连接处的载荷最小侧向载荷由加有衬套的悬架关节承受前进方向载荷由加有衬套的悬架关节和转向关节传递竖直方向载荷由弹簧和减震器承受底盘系统衬套刚度应由耐久性，平顺性和转向性平衡决定底盘系统耐久性的关注点为系统部件的强度系统部件的刚度衬套在整个使用寿命中的性能保持减震器密封的完好轮胎磨损底盘系统–前悬架麦弗逊悬架低成本–用于中小型前轮驱动轿车主销偏距受布置限制高度可能影响到引擎盖高度A臂位置较低影响到侧向和前进方向载荷的解耦转向臂偏高影响导致系统侧向刚度偏低底盘系统–前悬架长转向节SLA（PickupTruck)零件少，成本低易于侧向柔性不足转向（Complianceundersteer)主销侧偏距受限A臂位置较低影响到侧向和前进方向载荷的解耦弹簧载荷加于控制臂影响强度底盘系统–前悬架

50底盘系统–前悬架悬架硬点位置导致载荷变化底盘系统–前悬架悬架硬点位置导致载荷变化底盘系统–后悬架底盘系统–后悬架底盘系统–后悬架底盘系统–后悬架底盘系统–后悬架底盘系统–后悬架底盘系统底盘系统耐久性设计过程前期–利用G载荷解构硬点确定以后–利用时域载荷相近车型计算载荷车身系统车身系统载荷车身系统结构构成车身系统受载方式–杆与梁车身系统板件车身系统变形的严重性车身系统闭口截面的重要性车身系统设计规则车身系统车身系统设计考虑车身系统制造考虑车身系统布置考虑车身系统应力放大：截面变化或应力集中车身系统应力放大车身系统应力放大车身系统设计规则

75车身系统设计规则车身系统设计规则车身系统

78设计实例车身系统

79设计实例车身系统

80总结

动态疲劳CAE方法VPG

81CAE分析方法概述疲劳初步

82疲劳初步

83疲劳初步

84疲劳初步

85疲劳初步

86疲劳初步

87疲劳初步

88疲劳初步

89疲劳初步

90疲劳初步

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95疲劳初步

96疲劳初步

97疲劳初步

98疲劳初步

99疲劳初步

100疲劳初步

101疲劳初步

102疲劳初步

103CAE疲劳分析过程

104StressesDisplacementshapeCAE疲劳分析过程

105StressesExpressedwrtdisplacementShapesGlobalDOFCAE疲劳分析过程

106PrincipalStressVonMisesStressCAE疲劳分析过程

107StaticAnalysiswithForceInputCAE疲劳分析过程

108CAE疲劳分析过程

109CAE疲劳分析过程

110QuasiStaticAnalysis–InertiaReliefSystemis“SUPORT”edaturEquationofConstraintofFreeMotionCAE疲劳分析过程

111RelationshipbetweenuandurCAE疲劳分析过程

112SamewaytocondensethemassmatrixCAE疲劳分析过程

113FinallyUsethePreviouslyDerivedrelationshipstoderiveCAE疲劳分析过程

114DynamicAnalysiswithForceTimeHistoryInputCAE疲劳分析过程

115CAE疲劳分析过程

116ModalStressElementStressasalinearcombinationofmodalstressandmodalcoordinatesCAE疲劳分析过程

117ModalStressExamples残余模态

118NASTRAN所有加载点上的由于单位载荷产生的变形–

静模态正常模态分析NASTRAN检查静模态与正常模态的相关性NASTRAN将静模态做与正常模态的正交化处理处理后得到整个系统的全部模态ModaltruncationEffect模态阻尼模态阻尼是频率的函数一般取为常数–3-6%阻尼越低，应力越高有时可根据已知某点的应力或响应预估模态阻尼

119积分步长

120载荷过滤

121过滤方法：窗口过滤静载荷：载荷过滤窗口高度=（max.load–min.load)*percent(%)动载荷：模态位移过滤窗口高度=（max.modaldiap.–min.modaldiap)*percent(%)窗口高度一般采用20%单元选择

122NVHvs.疲劳分析

123疲劳分析

124UniaxialTheory疲劳分析

125疲劳分析

126疲劳分析

127EventBasedFatigueAnalysis疲劳分析

128AddNewEventtoRegulatetheCriticalPlane疲劳分析

129应用实例1

130SUV背门活页开裂问题分析应用实例1

131问题描述：某SUV背门活页与门框连接处出现裂纹应用实例1

132解决问题途径对整个车身模型进行动态疲劳寿命分析，使用载荷为所有试验路段时域载荷找出寿命最短单元并找出造成破坏的试验路段。PowerHopHill路段是造成破坏的主要原因应用实例1

1333.找出裂纹处单元的主应力时域曲线