白車身局部固定點(diǎn)剛度評價(jià)方法
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車身在開發(fā)過程中，如果白車身局部固定點(diǎn)剛度不足，與白車身局部固定點(diǎn)相連接的附件、總成的穩(wěn)定性會受到影響，比如車門鉸鏈固定點(diǎn)剛度不足會導(dǎo)致車門下沉，久而久之會對車門的氣密性產(chǎn)生影響（卡車車門下沉的現(xiàn)象非常普遍）。若后視鏡固定點(diǎn)剛度不足，車輛在高速行駛或顛簸路況時(shí)后視鏡會有抖動現(xiàn)象，導(dǎo)致駕駛員的后視效果不穩(wěn)定而出現(xiàn)安全隱患。如果前圍板、天窗、儀表板、轉(zhuǎn)向柱等車身附件總成固定點(diǎn)剛度不足，會導(dǎo)致車輛在運(yùn)行過程中產(chǎn)生各種異響及振動噪聲等等，這些現(xiàn)象都會導(dǎo)致駕駛員疲勞及煩躁等，所以如何避免由白車身局部固定點(diǎn)剛度不足而影響車身使用安全性和使用舒適性的問題有非常重要的意義。
目前在評價(jià)白車身局部固定點(diǎn)剛度的驗(yàn)證手段中，主要有CAE模擬試驗(yàn)驗(yàn)證、物理試驗(yàn)驗(yàn)證兩種方法。由于廠家和工程人員的不同，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一直未能統(tǒng)一。同時(shí)在實(shí)際的驗(yàn)證過程中，由于諸多干擾因素的存在，驗(yàn)證人員得到的試驗(yàn)結(jié)果往往不能一致，甚至有時(shí)差別較大。兩種驗(yàn)證方法的脫鉤現(xiàn)象說明，目前的CAE試驗(yàn)、物理試驗(yàn)從驗(yàn)證條件、驗(yàn)證方法、和結(jié)果評價(jià)方面還有待完善，需要進(jìn)一步做相應(yīng)改進(jìn)。
本文主要從車身及其附件的基本特性進(jìn)行論述，以白車身及其附件的局部固定點(diǎn)剛度計(jì)算為例，對傳統(tǒng)的CAE模擬試驗(yàn)驗(yàn)證、物理試驗(yàn)驗(yàn)證白車身局部固定點(diǎn)剛度的方法做一些基本討論，同時(shí)提出一種新的CAE模擬試驗(yàn)驗(yàn)證方法。以此為設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中提供有效的建議，使其對白車身的設(shè)計(jì)更加合理規(guī)范，以避免車身在使用過程中因局部固定點(diǎn)剛度不足而帶來不必要的損失。
2 傳統(tǒng)在車身開發(fā)階段局部固定點(diǎn)剛度的評價(jià)方法
以卡車駕駛室前車門鉸鏈固定點(diǎn)剛度分析為例
2.1 CAE 模擬方法
模型截取方法及邊界條件
約束方式為懸置處全約束，載荷為每個螺栓孔分別施加 X 向、Y 向、Z 向各單位載荷的力，每個鉸鏈固定點(diǎn)的螺栓孔要單獨(dú)加載。具體的約束及加載形式見圖1、圖2。
圖1 模型約束方式 圖2 模型加載方式
建模方法要嚴(yán)格按照分析模型建立規(guī)范執(zhí)行。螺栓孔模型質(zhì)量：螺栓孔處建模要嚴(yán)格按照螺栓螺母壓緊的實(shí)際位置進(jìn)行，原則上要進(jìn)行兩圈washer，直徑與螺栓孔直徑相同，具體建模方式如圖3、圖4所示。
圖3 螺栓孔建模方式 圖4 螺栓孔建模方式放大圖
物理試驗(yàn)驗(yàn)證方法與 CAE 模擬試驗(yàn)方法的約束加載方式基本相同,其約束加載方式如圖5、圖6、圖7所示。
圖5 前門上鉸鏈X向加載照 圖6 前門上鉸鏈Y向加載照片 圖7 前門上鉸鏈Z向加載照片
計(jì)算結(jié)果需給出加載點(diǎn)在加載方向上的位移值，并算出相應(yīng)的剛度值。
K=F/S
其中F為施加的力，單位為N；
S為施力點(diǎn)法向方向上位移，單位為mm；
K的單位為N/mm；
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