基于UG CAE的典型截面分析研究

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Criteria Analysis Based On UG CAEXU Liang ，YANG Xiong ，LIU Dong(1.TDC Body Engineering Section SAIC GM Wuling Automobile Co.，Ltd，Guangxi Liuzhou 545007，China；2.School of Mechanical&Electrical Engineering，Guangxi Guilin 541004，China)Abstract：the typical cross section of02E representative in car body designprocess，using CAE module ofUG software in thepaper has apreliminary analysis of reinforcement arrangement，in section design process to strengthen the board thickness，section size ofthese important indicators for torsional stifness，bending stifness and stress stae ofthe maximum stress，respectively calculate the maximal stress torsional section in diferent states ofthe stifness，bending stiffness and loadingprocess by apPtring and bending torque on the torsion of the reasonable typiccd section，comparison and analysis of thestrengtheningplate，plate thickness，strengthen the efect ofsection size ofthese important indicators ofsection properties，provides sorlguidanceforthe next sectiondesig。

Key W ords：Criteria Design；Torsion Rigidity；Bend Rigidityl l商汽车产品的设计必须满足客户市场的需要，同时还需体现制造与工程、安全要求及政府法规。典型截面是设计、制造要求、安全因素、人员及法规的多功能交流形式。典型截面主要包括白车身、车身附件、五门-盖、内外饰、空调电子、人机要素、动力总成及底盘的信息。

车身设计中具有代表性的典型截面02E，截面位置处于商用车或MPV类车型c柱与D柱问后侧窗的上方，在车辆行驶过程中主要承受弯曲及扭转的作用力，因此将其作为分析研究对象具有-定的代表性。随着UG等高端三维设计软件的广泛应用，极大地推动了制造业的发展fl。

作为汽车整体性能的基础，工程师在进行截面设计时需要考虑截面的扭转刚度、弯曲刚度及应力这些重要的性能指标，但新工程师往往难于把握截面的重点，很难有效的提升截面的扭转及弯曲刚度。

常用的提升截面抗弯曲和抗扭转性能的方法通常为改变加强板位置、更改材料、增大加强板厚度及增大截面尺寸等，只有将每个典型截面的设计及陛能指标做好，才能够为白车身后续的建模与设计打下坚实的基矗2典型截面模型建立选茸车身中的-个典型截面T02E作为分析对象，该典型截面的主要包括顶盖、侧围外板、上边梁内板及上边梁加强板，截面参数尺寸参照-款目前处于开发阶段的MPV车型。分析研究所选的模型为简化的片体结构，对片体结构施加约束及载荷计算～截面拉伸300 mm得到片体结构，将片体结构的-端固定完全约束，另-端施加弯曲或扭转的载荷，模拟车辆行驶过程中车身的扭转及弯曲运动对该截面所施加的弯曲及扭转作用。由于最终分析所关注的是扭转应力、弯曲应力、截面扭转及弯曲刚度数值的百分比变化量，因此该载荷的选取并没有完全符合实车运动过程中的真实载荷，加载值进行了合理简化，载荷值的大胸制在零件的弹性变形阶段即可满足模拟的要求。

2.1参考模型2.1.1参考模型的建立利用UG软件建模，将按照截面参数设计好的草图截面拉来稿日期：2012-08-02基金项目：广西科技计划项目(桂科能1298019-2)；广西制造系统与先进制造技术重点实验室主任课题(桂科能10-046-07005)；桂林市科技计划项 目资助(201201 18-4)作者简介：徐 亮，(1984.-)，男，广西柳州人，硕士研究生，初级职称，主要研究方向：汽车车身有限元分析No.6June.201 3 机械设计与制造 243本控制等因素制约而无法增大，此时在保证加强板与外板最邢理间隙的情况下，为有效提高截面的扭转及弯曲刚度，应采取改变加强板位置的做法，增大 。尺寸，旧能使加强板靠近外板。

图29截面图Fig.29 Section4.2.2最大应力值分析从最大应力分析结果上看，加强板位置的改变和截面面积的改变使最大扭转应力及最大弯曲应力分别变化5.5%、1.1%及7.7%、11%，截面面积的增大能够较大幅度减小扭转及弯曲最大应力。

加强板厚度的增加使扭转及弯曲最大应力减小 O%及5.8%，加强板增厚对于降低高应力区嘬 大应力较有帮助。在进行截面设计时，除应最大限度保证截面面积外，可以采取优化加强板位置及增大加强板厚度的方法有效降低高应力区的最大应力。

如果截面面积及加强板位置的优化仍无法将最大应力降低至可接受的范围，可以采取增加加强板厚度的方法降低最大应力。

5结束语通过白车身截面设计中-个典型截面的CAE分析研究，初步探讨了在截面设士过程中加强板布置、加强板厚度、截面尺寸的改变对于扭转刚度、弯曲刚度及受力状态的影响，利用UGCAE软件分析了-些重要指标对截面性能的影响，为今后截面设计提供了-些指导。

截面设计是-个复杂的课题，从结构、材料厚度、截面尺寸方面对截面的扭转刚度、弯曲刚度及最大应力进行了研究，后续的研究可以把影响因素的范围扩大，进行更广泛深入的研究，为今后的截面设计工作提供更多更有价值的参考。