基于OptiStruct 的仪表板横梁模态分析及轻量化
2021-02-27查勇岗王贵勇
农业装备与车辆工程 2021年2期
查勇岗,王贵勇
(650000 云南省 昆明市 昆明理工大学)
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仪表板横梁作为仪表板总成模块的重要组成部分,为转向管柱、主副仪表板、乘员侧安全气囊、鼓风机、线束等提供支撑,同时也是模块化仪表板总成装配过程中的定位支撑件和辅助夹具。它因为与车身直接通过螺栓连接,容易引起汽车怠速或者行驶过程中整个仪表台的振动,甚至会引起方向盘的颤振现象,从而影响整车NVH 性能,影响乘坐舒适性。因此,在进行轻量化设计优化时,模态型性能的控制对实际工程具有重要意义。
目前,很多车型为了仪表盘横梁的轻量化设计,采用的是镁合金压铸法、连续变截面(TRB,tailor rolling blanks)法,或者结合CAE 软件优化技术方法,目的都是在保证性能的前提下,尽可能降低重量。奇瑞汽车的陈飞[1]等人采用AM60B 的镁铝合金,进行了模态分析和管柱静态入侵测试,产品满足各项性能要求,考虑应用到B 级车上;同济大学的高云凯[2]等提出了挤压镁合金骨架设计,对比钢制骨架减少重量百分比为65.8%,一阶模态提高14.4%;江苏大学的丁华[3]等采用TRB 方法对仪表板横梁进行CAE 分析和轻量化设计,在保证模态特性的同时,最终仪表板横梁整体减少质量0.865 kg,百分比为9.65%;刘念[4]等根据仪表板管梁的结构特征和承载性能要求,基于TRB 技术,分别最优化设计了五段式和三段式的轻量化仪表板管梁结构,通过与等厚度方案作对比,验证了变厚度能满足低频及特定强度特性要求,且减少质量10%左右;奇瑞汽车的徐爽[5]等利用OptiStruct 对仪表板横梁进行灵敏度分析和拓扑优化,使得转向系统在提升模态性能的同时,减少质量2.5 kg。……
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