面向汽车结构基础特性的轻量化设计方法

       车身是轿车的重要组成部分，是整个轿车零部件的载体。在整个汽车结构中，不论就质量还是就成本而言，它都占有相当大的比例。从结构力学的观点来看，轿车车身可看作一个复杂的空间薄壁、杆系结构。车身的刚度、强度及动态特性是其性能要素中比较基础的方面， 它们的优劣直接影响到轿车许多使用性能的正常发挥。对处于 3D 数模设计阶段的白车身进行结构分析，主要是对其进行结构刚度特性分析和结构强度特性分析。 其中结构刚度特性分析包括抗弯刚度特性分析和抗扭刚度特性分析， 结构强度特性分析包含疲劳强度特性分析。抗弯刚度和抗扭刚度是白车身必须满足的基本性能之一。如果白车身刚度不足，在使用过程中车身变形会比较大，特别是立柱、门框、窗框等关键部位的变形过大， 就可能造成门锁变形、 内饰脱落、 整车密封性差甚至车门卡死、框内玻璃被挤碎等现象。因此，在设计过程中必须考虑白车身整体刚度和关键部位的变形量的控制。具有足够的强度是白车身必须满足的另一个基本性能，如果白车身的强度不足，将造成车身零部件局部开裂或整体断裂，严重影响汽车的使用寿命和安全性能。因此，白车身必须满足强度要求，并且最好有一定
的强度储备。满足强度要求的车身结构，在受到周期载荷作用时，还有可能发生疲劳破坏。因此，还必须考虑白车身零部件的抗疲劳破坏能力，即白车身的疲劳强度。