吕超 陈自凯 左文杰

（1.宝山钢铁股份有限公司中央研究院，上海201900；2.汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室（宝钢），上海201900；3.吉林大学，长春130025）

主题词：概念设计 骨架模型 柔性接头 断面形状 扭转惯性矩

1 前言

梁骨架结构简单、容易修改，广泛用于概念设计阶段车身结构性能分析与优化设计。日本丰田公司最早用梁骨架模型进行静态弯扭刚度、耐撞性以及NVH 分析，同时开发了相应的CAE软件[1]。沃尔沃公司也开发了梁骨架有限元模型建模和静态分析软件，实现了梁骨架结构的快速建模与分析[2]。Yoshimura 等人[3]对轿车骨架的断面形状进行了系统优化设计，通过提高断面的性能间接提高车身骨架性能。胡平等人[4]建立了车身结构性能快速评价体系，实现了梁单元与铰结构参数化建模。左文杰等人[5-11]对车身梁骨架模型的创建及其优化设计进行了系统研究，全方位地提高了梁骨架结构的性能，但是不能精确求解四室及以上断面形状的扭转惯性矩。

为了提高车身骨架模型的求解精度，许多研究者在梁单元连接位置创建柔性接头。Nikolaidis 等人[12]根据接头的柔度、角位移耦合等力学特性，建立了14参数的接头模型。Suh等人[13]利用超单元法得到接头详细模型的缩减刚度矩阵。Moon 等人[14]提出了刚梁-弹簧简化模型，在梁单元之间创建一组互相垂直的弹簧。黄金陵等人[15]建立了含有接头单元的有限元模型，并讨论了接头柔度对整车刚度的影响。徐涛等人[16]用刚性梁单元和弹簧单元模拟车身接头的变形，此方法可以快速、精确地创建梁骨架模型。……