周桂莲

（东南（福建）汽车工业有限公司，福建 福州 350119）

1 概述

汽车前端框架主要承载冷却模块及发动机罩锁等总成零部件。随着汽车制造技术向模块化、集成化、轻量化方向发展[1]，许多零部件都固定在前端框架上[2]，要求钢制前端框架既要满足功能性要求，还要轻量化。研究显示，汽车的自身重量每减少10%，燃油的消耗可降低6%-8%[3]。传统的前端框架都采用钣金结构，具有系统零件多，重量大的缺点，以塑料前端框架取代传统钣金的散热器框架，减重效果明显，并且还可减少大量的零部件。以塑代钢对前端框架的力学性能要求很高[4]，因此前端框架的强度是设计开发中的关键。

本文以D车型前端框架为例，对其力学性能进行研究，经过不断优化最终满足结构性能指标。

2 研究方法

利用CAE分析技术进行力学性能分析，找出受力薄弱点，对结构进行设计优化，在规定的试验环境下，对前端框架进行力学性能试验，包括发盖锁区强度、发盖缓冲块配合面刚度等，进一步验证了前端框架产品设计合理性。

3 CAE仿真分析

3.1 建模与网格划分

图1为某D车型的前端框架，运用Hypermesh软件建立前端框架的网格模型，划分为700000个网格单元。

3.2 材料与属性

材料塑件本体材料设定为PP+GF30，钣金补强件材料设定为DC03。表1为前端框架部件材料常温下的相关物性参数。

表1 常温下材料及相关物性参数

3.3 车体约束条件

根据实车装配情况，对塑料及边界钣金件进行约束限制，即牛角支架处约束4个自由度（左右对称），发锁盖支架和大梁位置约束6个自由度（左右对称），前端框架约束点设置如图1所示。……