1、 共 5 页 第 1 页 密 级 分类号 编 号 成 绩 本科生毕业设计 (论文 ) 外 文 翻 译 原 文 标 题 Analysis and Evaluation of Minivan Body Structure Finite Element Methods 译 文 标 题 基于有限元法的汽车主体结构的分析与设想 作者所在系 别 机械工程系 作者所在专业 机械设计制造及其自动化 作者所在班级 作 者 姓 名 作 者 学 号 指导教师姓名 指导教师职称 完 成 时 间 20010 年 12 月 共 5 页 第 2 页 译文标题 基于有限元法的汽车主体结构的分析与设想 原文标题 Analysi
2、s and Evaluation of Minivan Body Structure Finite Element Methods 作 者 Jin yi-min 译 名 金移民 国 籍 美 原文出处 译文： 摘要 本文介绍了 MSC 的产品在北汽福田汽车有限公司应用程序，然后 介绍了如何 使用 有限元方法分析和评估小型货车的身体结构。 包括静态，动态，疲劳，抗撞性分析 ，优化和灵敏度 等等。 在本文中，作者用 MSC.Nastran 的计算在强度和刚度 弯扭工况。 总结了强度和刚度评定标准 小型货车。 然后进行正常的模型分析，以考虑轮胎的影响 不平衡和发动机怠速激发。 计算和分析 、 验证 、
3、 测试。 简介 汽车公司正在集中精力研发主要是面向市场新的或时尚高质量并且便宜而又速度快的汽车。像 CAE 这种前期分析方法的广泛应用是为了保证产品的全面质量。 众所周知，汽车车身结构非常复杂。该主体的关键是汽车零件的组装。车身结构必须有足够的强度，以确保其疲劳寿命，还必须有足够的强度以确保组装和使用。在此 同时，还应当具有合适的有合理动态特性，用来控制震动和噪音。通过有限元分析方法我们能满足汽车设计的要求和基本的研发设计。此外，能够缩短研发研发周期，降低成本。 1.车体结构力学分析 静态分析的关键是要保证合理的负载和标准。主体结构的负载非常复杂。但大多数情况下有两种类型，如下： （ 1）扭转
4、（模仿车轮高速转动）扭矩的大小取决于轴载荷，悬臂梁的刚度以及负载表面的粗糙度。小型货车一般取 1000N.m 。 （ 2）弯曲（模仿旅客和行李的重量）负荷的大小可以根据乘客和行李的数量重量来估计。 静态分析可分为强度分 析和刚度分析。对于静态强度分析，安全系数为 1.3。对于静态刚度分析，计算出扭转工况，并分析模型。 根据我们的经验，如果汽车具有足够高的扭转刚度，它会拥有合适的抗弯刚度。除控制变形值，我们必须考虑曲线过度和边缘的变形值。主体结构与悬架，发动机，车身附件等之间的刚度分析要加以重视。 2.动态分析与车身结构的初步设计 共 5 页 第 3 页 驾驶中的汽车主体需要承受很大的激震。研究
5、动态特性可以有效地分析汽车舒适度和主体的疲劳寿命。动态特性的研究目的是使主体结构和主体模态最优化。车身固有频率必须错开激发频率。通常情况下 ，第一汽车主体体的自然频率在 20 - 40Hz 之间不等。在频率方面，激发源主要有两种：一种是车轮的不平衡，频率在 1 - 30Hz 之间变化，另一种是发动机空转激震，频率在 20 - 40Hz 之间不等。 汽车车轮的激震频率由行车速度决定。在中国，速度低于 150km/h，从而频率低于 21Hz。所以第一自然频率必须高于 23Hz。发动机的激励频率 取决于气缸数和空转时的转速。例如： （ 1） 4 缸，空转转速为 600r/min，发动机激震频率： f
6、=（ 600/60） 2 = 20Hz 的 （ 2） 6 缸，空转转速为 600r/min，发 动机激震频率： f=（ 600/60） 3 = 30Hz 的 （ 3） 8 缸，空转转速为 600r/min，发动机激震频率： f=（ 600/60） 4 = 40Hz 的。 以上是车身装配完的频率范围。据说，白色车身添加的附件，如座椅，车门，发动机罩，行李箱盖等。通常，为了研究受力效果，我们可以把这些附件看作刚体。 发动机罩和行李箱盖必须有足够的抗扭刚度，门和板必须有足够的刚度，其它，例如玻璃，方向盘，排气，必须有合适的动态特性，避开车身固有频率，同时，必须错开发动机的激发频率。 表 1 理论与实
7、验结果实验结果基本一致 分析结果 实验结果 误差 36.532 35.987 1.51% 43.955 42.579 3.23% 47.377 46.988 0.82% 52.535 51.654 1.71% 3.车身零件和附件分析 发动机罩和行李箱盖必须有足够的抗扭刚度，门和外板 也 必须有足够的刚度， 其他，例如 镜 子、 转向系统 、 排气 、 必须有合理的动态特性， 同时 避免 车架频率， 因此 必须错开发动机激发频率 。 4.NVH分析 我们充分利用汽车的 NVH分析 MSC.NVH_Manager特点。我们已经 制定了一个计划， automesh固体元素声腔模型。通常车辆设计目标是建立 NVH对客户和市场的目标为基础的特点 ， 这些目标通常表现在主观评分条款。 内部 噪音问题，大 多数 声能在一个典型的汽车是低于 125赫兹 。 低于 125赫兹的噪声和振动问题通常必须处理重大的结构性变化，如额外的横梁，增援，梁截面尺寸。超过 125赫兹，车内噪音通常是主要的关注，并且可以处理如面板珠和阻尼处理与设计修改。 5. 耐撞性仿真与设计 汽车发展的主要目标是实现 最佳 安全性，即 在车祸中，尽最大努力保护车内
