丹徒实验学校
组织芯片广东药学院学报10.16638/jki.1671-7988.2020.16.032
周源，梁名佳，莫贵文周中明
（广西艾盛创制科技有限公司，广西柳州545000）
摘要：为研究车身结构嵌件对白车身扭转刚度的影响，基于白车身扭转刚度仿真分析模型，首先通过自由尺寸优化方法到结构嵌件在车身关键接头的嵌入位置，再用工程塑料内外饰零件的建模方法设计嵌件骨架结构，然后再次通过自由尺寸优化方法对嵌件骨架进行结构优化和轻量化，从而得到兼顾白车身扭转刚度和重量的嵌件结构。仿真分析结果表明：白车身在重量仅增加0.4%的情况下，扭转刚度提升5.5%，整体一阶扭转模态频率提升5.9%。关键词：自由尺寸优化；白车身；结构嵌件；扭转刚度 中图分类号：U463.82 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)16-96-03
Optimal design of structural insert based on freesize optimization
Zhou Yuan, Liang Mingjia, Mo Guiwen
( AISN Innovation Design and Manufacture Co., Ltd, Guangxi Liuzhou 545000 )
Abstract: In order to study the effect of structural insert to BIW torsional rigidity, firstly, findout the structural insert location on the key joint of the BIW by freesize optimization based on the BIW torsional rigidity simulation analysis model, using the modeling method of engineering plastics interior and exterior parts to design the structural insert structure, then do the optimization and lightweight of the structural insert by freesize optimization again, an optimal structural insert which is considered both BIW torsional rigidity and weight is obtained. The simulation analysis result shows that, the weight of the BIW increases only 0.4%, the torsional rigidity of BIW increases 5.5%, the 1st torsional mode frequency of BIW increases 5.9%.
Keywords: Freesize optimization; Body In White; Structural insert; Torsional rigidity
CLC NO.: U463.82 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)16-96-03
引言
随着汽车轻量化技术的发展，复合材料在汽车上的应用越来越广泛，其应用方向也正在由内外饰件向结构件和功能件延伸[1]。逐渐掌握碳纤维等纤维增强复合材料特性、零部件结构设计方法、高效制造 工艺、性能控制方法和连接技术，逐渐赶超汽车工业发达国家汽车轻量化技术水平，已经作为我国汽车轻量化发展战略和路径中车身轻量化的长期发展目标。纤维增强复合材料中就包括长纤维增强热塑性复合材料（LFT），LFT是一个广义的塑料专用词汇，在汽车复合材料工业中有一个非正式但约定俗成的定义，即指长度超过10mm的增强纤维（一般是玻璃纤维）和热塑性聚合物（一般是聚丙烯）进行混合并生产而成的制品。LFT具有密度低、比强度高、比模量高和抗冲击性强等特性。[2] LFT材料可以替代部分结构件、金属件材料用于汽车零部件，满足零件各项性能指标的同时，对整车减重降本有明显的贡献，因此在提倡轻量化的整车上具有广泛应用前景。[3]
根据欧洲车身会议材料的记录，早在2003年，法国标致就在其307 CC车型的A柱下接头腔体内应用过PA6.6+环氧树脂制成的车身结构嵌件，如图1所示。但至今这种复合材
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作者简介：周源，就职于广西艾盛创制科技有限公司。
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稀有金属材料与工程
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