汽车仪表板横梁(Cross Car Beam)作为汽车驾驶员座舱系统(Cockpit)的重要组成,支撑着仪表板总成、中控系统和转向系统等重要系统,发挥着重要作用。因此本文一方面针对其承载性能利用ANSYS软件进行强度与刚度的分析,另一方面针对其NVH性...
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汽车仪表板横梁(Cross Car Beam)作为汽车驾驶员座舱系统(Cockpit)的重要组成,支撑着仪表板总成、中控系统和转向系统等重要系统,发挥着重要作用。因此本文一方面针对其承载性能利用ANSYS软件进行强度与刚度的分析,另一方面针对其NVH性能利用仿真与试验结合的方法展开模态分析,最后选用复合材料进行仿真分析与钣金焊接型钢质横梁作对比,提出以塑代钢的理论依据。本文以仪表板横梁为研究对象,利用CATIA软件结合汽车仪表板横梁实物建立三维模型后导入到Hypermesh软件中得到CAE分析模型,并完成定义材料属性(低碳钢或聚丙烯/玻璃纤维),几何清理,网格划分等工作,最终得到有限元模型。为研究其刚度,根据某汽车整厂零部件设计规范,模拟实际情况下的约束与载荷,对横梁的方向盘轮盘中心施加1000N的侧向和垂向力,通过其位移变形图分析得出其各部分位移变形在3mm内,结果显示钢质横梁静刚度符合要求。为研究其振动特性,对仪表板横梁进行模态分析。运用ANSYS有限元分析软件得出模态分析结果,模态实验结果显示仪表板横梁对整车NVH性能不会产生影响。模态试验验证方面,本文通过电磁振动试验台对横梁进行模态试验。制作好工装并通过试验验证符合要求后,将横梁模拟车身约束安装于工装中进行模态试验,通过数据采集系统分析获得模态参数,得出其汽车仪表板横梁Z向一阶整体固有频率为121.95Hz,与ANSYS模态实验结果中的第3阶模态实验结果(112.14Hz)相对应,仿真与试验结果误差为8.0%,在工程问题分析的允许误差范围之内。最后对横梁进行以塑代钢的研究。将横梁材料定义为力学性能优良的聚丙烯/玻璃纤维材料进行基于ANSYS的静刚度及其模态分析实验。以同样的实验标准与要求做仿真分析。模态分析结果显示其符合设计规范要求。静刚度分析结果显示施加垂向力和侧向力时,最大位移变形分别出现在横梁转向管柱处和管梁左端支架总成处,变形值分别为4.988mm和4.681mm,不符合设计要求。基于所有研究成果本文提出相应的以塑代钢研究理论。如需进一步研究聚丙烯/玻璃纤维材料在汽车仪表板横梁中的应用,需要在原来的模型基础上进行相应的强化。比如对于主梁来说,原钢质横梁主梁厚度大约为3mm,相应其他支架结构约为1mm,以塑代钢后不符合设计规范,需要进一步加强。可以通过增大支架的截面(管柱优化为实心横梁)、增加支架上的厚度或在支架上压加强筋等方式来加强结构,以提升其静刚度,提升整体力学性能,使其能达到相应的设计规范。
对某商用车仪表板横梁(cross car beam,CCB)有限元分析过程进行研究,提出了仪表板横梁模态有限元分析的简化方法,并根据仪表板横梁设计规范,对仪表板横梁进行模态分析和静刚度分析,同时对未满足仪表板横梁设计规范要求的结构进行优化和...
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对某商用车仪表板横梁(cross car beam,CCB)有限元分析过程进行研究,提出了仪表板横梁模态有限元分析的简化方法,并根据仪表板横梁设计规范,对仪表板横梁进行模态分析和静刚度分析,同时对未满足仪表板横梁设计规范要求的结构进行优化和加强,使之满足设计规范要求后,在试验条件不足的情况下,通过简易的仪表板横梁模态试验和静刚度试验,来验证仪表板横梁有限元模型和带上各个内饰件后仪表板横梁的一阶整体模态仿真结果的准确性,为整车强度、刚度和碰撞等仿真分析提供准确的仪表板横梁有限元模型。
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