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摘要汽车工业发展到今天，汽车车身已成为影响其各种性能的最大组成部分之一，特别是轿车车身，它在很大程度上决定了汽车的商品价值和销售市场。
近几十年来，人们对汽车的安全性、舒适性、经济性、可靠性和耐久性的要求越来越高；由于能源的紧缺和激烈的汽车市场竞争，又迫使汽车要实现轻量化并尽可能降低成本，因而引发材料工程与制造业巨大的变化，并促使设计理念和设计方法不断改进。
有限元法是关于连续体的一种离散化的数值计算方法，亦即在力学模型上近似的数值方法，它在车身结构分析中发挥着重要的作用。
本论文利用先进的CAE技术，以某轿车白车身为主要研究对象，在Hyperworks软件下，建立了轿车白车身详细有限元模型，进行白车身自由模态分析、扭转工况和弯曲工况下的白车身刚度分析，以检测白车身是否满足基本的模态刚度要求。
并利用CAE 软件进行白车身钣金件的优化，以达到轻量化的目的，提高白车身的经济性和安全性，满足市场需求。
关键词：白车身模态刚度Hyperworks 优化备注：因要遵循公司保密条约，本论文数据已处理。
Modal and Stiffness Analysis and OPtimizationon Body-in-whiteof Car Based on Finite Element MethodAbstractAutomobile industry development today, the body has become the various properties of the largest part of the car body, in particular, it largely determines the value of the goods and the sale market of automobile. In recent decades, the vehicle safety, comfort, economy, reliability and durability of the increasingly high demand; because of the shortage of energy resources and the car market with intense competition, and forced the car to lighten and reduce costs as much as possible, and thus lead to materials engineering and manufacturing industry tremendous changes, and make the design concept and design method of continuous improvement. The finite element method is a kind of continuum discrete numerical calculation method, the mechanics model to approximate the numerical method,the body-in-whit structure analysis plays an important role.In this paper, the use of advanced CAE technology, to body-in-whit as the main research object, in Hyperworks software, establish the detailed finite element model of body-in-whit, for white body free modal analysis of torsional and bending condition and working condition of BIW stiffness analysis of body-in-whit, to detect whether meet the basic modal stiffness degree requirements. And the use of CAE software for white main body sheet metal parts optimization, has reached the goal of lightening the body-in-whit, improve the economy and safety of, meet market demand.Key words:Body-in-whit Moda Hyperworks Stiffness Optimization目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要. (Ⅱ)目录 (Ⅲ)第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2国内外车身CAE技术研究现状 (2)1.3本文的主要内容 (3)第二章有限元法理论 (4)2.1引言 (4)2.2有限单元法和白车身刚度的基本原理 (4)2.2.1有限元和模态分析基本理论 (4)2.2.2白车身扭转刚度基本理论 (5)2.2.3白车身弯曲刚度基本理论 (7)2.2.4白车身门窗开口变形理论 (8)第三章某轿车白车身有限元建模 (9)3.1引言 (9)3.2建模要求 (9)3.2.1网格标准的确定 (9)3.2.2网格质量要求 (9)3.3建模的基本步骤 (10)3.3.1建模原则 (10)3.3.2单元类型的选择 (10)3.3.3连接方式的选择 (10)3.3.4单位制及材料特性 (11)3.2.5模型的装配 (11)第四章轿车白车身模态分析 (13)4.1白车身模态分析的意义 (13)4.2白车身模态分析的基本设置 (13)4.3白车身模态分析结果分析 (13)4.4本章小结. (16)第五章轿车白车身刚度分析 (17)5.1引言 (17)5.2白车身扭转工况分析 (17)5.2.1加载及约束条件 (17)5.2.2白车身扭转刚度结果表达及评价标准 (18)5.2.3轿车白车身扭转刚度数据处理及分析结果 (18)5.3白车身弯曲工况分析 (22)5.3.1加载及约束条件 (22)5.3.2白车身弯曲刚度结果表达及评价标准 (22)5.3.3轿车白车身弯曲刚度数据处理及分析结果 (23)5.4本章小结 (25)第六章轿车白车身优化分析 (26)6.1引言. (26)6.2优化分析的基本原理 (26)6.3优化分析的基本步骤 (27)6.3.1在Hypermesh中完成相关设置 (27)6.3.2提交Nastran完成计算 (28)6.3.3提取灵敏度信息 (28)6.3.4确定优化方案 (28)6.4白车身优化结果分析 (28)第七章结论与展望 (29)7.1本文结论 (29)7.2工作展望. (29)参考文献 (30)致谢 (32)第一章.绪论1.1引言近几年，我国汽车工业快速而稳步发展，打造我国自主品牌、开发核心技术是我国汽车工业的必然选择。
精心整理CAE 分析流程一、3D 建模：在三维模型在装配车架上零部件。
二、抽取中面：在CATIA 中，对车架纵梁、纵梁加强板、横梁及横梁连接板等车架系统本体的零部件进行抽取中面；板簧支座、油箱托架、电瓶框、尿素罐支架等保留3D 模型。
（保存为.stp 格式或者直接使用.CATProduct 格式） 三、划分网格：1、在Hypermesh 中打开3D 模型，对components 中的名字重新命名，方便查找对应的零部件。
2、对车架上的孔进行优化处理。
（更优网格质量）Geomautocleanup3、对完成后检测4、对components 进行3D 网格划分。
（板簧支架为例）选中要划分网格的components （shift+Volumtetra 选中solids （shift+鼠标左键框选），mesh 完成后注：在网格划分中，最好使要划分网格的components 置于当前。
在components 中右键，选择makecurrent 。
这个方便之后的材料及属性赋值。
四、铆钉（螺栓）的虚拟刚性连接1、在components 中新建一个集合如maoding 。
创建铆钉连接时候，把它置为当前。
效果清除网格手动清除22.1fefile —Propfile 下图1—2—3—4—5—holediameter —max 孔的直径最大值，一般选取100（怕溢出）2.2孔位没有对应或者没有孔的连接（联接角铁与底架）—calculatenode ，dependent —注：选择的点要在要连接的components 上（shift+左键）选中的多余的点删掉（shift+右键） 2.3按照以上两个流程把车架上面的所有零部件连接在一起，形成RBE2单元。
2.4车厢与车架之间的连接使用gap 单元。
五、材料、属性及赋值 1、材料material选择—材料命名，type —ALL ，cardimage —MAT1Create/edit 设置E 弹性模量、NU 密度return 2、属性property 1 2345选择—属性命名，type—2D，cardimage—PSHELL，material选择上面建立的材料Create/edit2.23D属性选择—属性命名，type—3D，cardimage—PSOLID，material选择上面建立的材料editreturn3、赋值（将材料，厚度的值分别赋予车架上面的所有零部件）选择—零部件，property—选择上面建好的属性注：1、2D、3D赋值是一样的，只是2D、3D的属性卡片不一样。
常用CAE分析简介1. 有限元分析（FEA）：有限元分析是一种将复杂结构分解为简单单元的方法，通过求解这些单元的力学行为，从而得到整个结构的力学性能。
有限元分析广泛应用于结构分析、热分析、流体分析等领域，可以帮助工程师评估设计的强度、刚度、稳定性等性能指标。
2. 计算流体动力学（CFD）：计算流体动力学是一种利用数值方法模拟流体流动问题的方法。
通过CFD分析，工程师可以了解流体在特定条件下的速度、压力、温度等参数，从而优化设计，提高设备的性能。
CFD分析广泛应用于航空航天、汽车、化工、建筑等领域。
3. 多体动力学（MBD）：多体动力学是一种模拟多个刚体之间相互作用的力学分析方法。
通过MBD分析，工程师可以研究机械系统的运动特性、动力学性能和振动特性，从而优化设计，提高设备的可靠性。
MBD分析广泛应用于汽车、、航天器等领域。
4. 优化设计：优化设计是一种在满足一定约束条件下，寻找最优设计方案的方法。
通过优化设计，工程师可以在保证产品质量的前提下，降低成本、提高性能。
优化设计方法包括线性规划、非线性规划、遗传算法等。
5. 可靠性分析：可靠性分析是一种评估产品在使用过程中发生故障的概率的方法。
通过可靠性分析，工程师可以了解产品的故障模式和故障原因，从而优化设计，提高产品的可靠性。
可靠性分析方法包括故障树分析、故障模式与影响分析等。
CAE分析在工程领域具有广泛的应用，可以帮助工程师在设计阶段发现潜在问题，优化设计，提高产品质量和降低成本。
随着计算机技术的不断发展，CAE分析将在未来发挥越来越重要的作用。
6. 热分析：热分析是一种评估产品在温度变化下的热传导、热对流和热辐射性能的方法。
通过热分析，工程师可以了解产品在不同温度条件下的热性能，从而优化设计，提高产品的热效率和热稳定性。
热分析广泛应用于电子设备、汽车、航空航天等领域。
7. 声学分析：声学分析是一种评估产品在声波作用下的声学性能的方法。
通过声学分析，工程师可以了解产品在不同频率下的声压级、声强级和声功率级等参数，从而优化设计，提高产品的声学性能。
catia的cae分析流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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常用CAE分析类型作者：冒小萍审校：顾伯达适用版本：所有CAE软件CAE分析时根据结构实际工况准确判断分析类型至关重要，根据分析类型我们决定采用何种分析软件进行分析求解更合理。
如果分析类型判断不准确，或者由于软件功能限制不能完成某种分析类型而做过多的简化，分析的结果是不可靠的，对实际工程项目没有多少参考价值。
目前我们常用的结构分析类型主要有以下几种：1．线性结构静力分析结构线性静力分析是结构设计与强度校核的基础，主要是计算在固定不变的载荷作用下（包含由定常加速度引起的平衡惯性载荷）结构的响应（位移、应力、应变和力），不考虑惯性和阻尼的影响；固定不变的载荷和响应是一种假定，即假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢。
结构线性静力分析中，假定结构中的工作应力小于结构材料的屈服应力，因此应力应变关系服从虎克定理，具有线性关系．同时结构的变形（位移）相对结构的总体尺寸来说，又是很小的，所以问题可以用线性方程计算．从应用的角度看，多数情况下，结构的线性分析是评估很多结构设计问题的最有效的方法．2．模态分析结构的模态分析是结构动力分析的基础。
模态也就是结构产生自由振动时的振动形态，也称为振型．每一个自由振动的固有频率都对应一个振型，一般说系统有多少自由度就有多少个固有频率。
实际的分析对象是连续体，具有无限多的自由度，所以其模态具有无穷阶，要求用弹性动力学的偏微分方程解决，因为实际结构的复杂性，一般无法得到封闭解，通常都是用近似的方法来求解．有限单元法就是一种常用的近似方法，可以比较正确的计算出足够多的结构振动模态．有限元中模态分析的本质是求方程的特征值问题，所分析的结构振动模态的“阶数” 就是指要求的对应数学方程的特征值的个数。
将特征值从小到大排列就是阶次。
模态分析的目标是确定系统的模态参数，即系统的各阶固有频率和振型，为结构系统的动力特性分析和优化设计提供依据。
屈曲分析在通常的结构分析中，结构处于一个稳定平衡的状态。
10.16638/ki.1671-7988.2019.08.019CAE分析解决后桥系统模态耦合共振问题朱晓杰1，任良顺2（1.耐世特汽车系统（苏州）有限公司，江苏苏州215026；2.上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007）摘要：随着国内车市发展，新生代家用车顾客对车的要求越来越高。
相对前驱车型，后驱车传动链长、传动结构复杂，传动系零部件容易受扭矩波动激励产生共振，并传递给车体，引起车体零部件加振，导致车内噪声显著增加。
为解决后桥共振引起的传动系统轰鸣问题，文章建立了后桥总成约束模态CAE分析模型，在车型设计前期计算出后桥总成约束模态及振型，匹配模态使后桥总成零部件约束模态避开传动系能量大的激励频率，显著降低车辆振动、提升整车内噪声学环境品质。
关键词：CAE；后桥；约束模态；模态匹配中图分类号：U463.5 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)08-61-03Avoid Modal Coupling Resonance by CAE Analysing Rear Axle Constrained ModalZhu Xiaojie1, Ren Liangshun2( 1.Nexteer Automotive(Suzhou) Co., Ltd, Jiangsu Suzhou 215026;2.SAIC GM Wuling Automobile Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545007 )Abstract: As the development of Chinese automotive market, customer need become stricter to new generation of auto. For rear wheel drive car, drivetrain is longer than front wheel drive car, so there is more chance to excite the drivetrain vibration. And the vibration of drivetrain easily transfers to body, making the car interior noise unacceptable. To solve the drivetrain booming problem caused by rear axle exciting, the CAE analysis model of rear axle is built to calculate the constraint mode, including the mode frequency and the mode shape. The mode frequency of rear axle should be different with drivetrain resonant frequency to reduce the vibration and improve vehicle sound quality.Keywords: CAE; rear axle; constrained modal; modal couplingCLC NO.: U463.5 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)08-61-031 前言汽车NVH性能越来越受客户重视，汽车开发过程中噪声与振动控制尤为重要。
动力电池包机械设计CAE分析要求JSC590R7.9e-90.3 2.06e545050018% JAC440P7.85e-90.3 2.06e538051023%PA66+GF25 1.4e-90.2885001201803%紫铜8.9e-90.5 1.08e52453458%铝 2.73e-90.336900032547010%坐标系模型使用全局坐标系，对于整体模型，坐标X方向为电池包长度方向，坐标Y方向为电池包宽度方向，坐标Z方向为电池包高度方向，与电池包试验方向存在差别。
图1-1 坐标系●单元说明电池包分析中应用到多种单元类型，如实体单元，壳单元，质量单元和梁单元，下面对所有单元进行一一说明。
1）实体单元随机响应分析中，实体单元采用的单元类型为C3D8H，为8节点六面体杂交单元。
冲击和挤压分析中，实体单元采用的单元类型为C3D8R，为8节点六面体减缩单元。
2）壳单元所有的壳单元采用的单元类型是S4，为4节点壳单元，S3，为3节点壳单元3）梁单元梁单元采用的单元类型是B31。
4）刚性单元刚性单元均采用BEAM。
●模型处理根据仿真类型及电池包数模，对电池包模型进行适当的简化，利用前处理软件Hypermesh建立有限元模型。
材料参数根据实际按照 1.3节进行定义，网格基本尺寸设定为5mm。
1）钣金件模型钣金件抽中面后，采用壳单元进行网格划分。
网格划分完成之后，进行质量检查，网格质量检查通过2D>qualityindex实现，其中红色网格为不合格网格，必须进行修改，黄色网格为质量较差，可通过element optimization调整网格质量（原则上不允许有红色网格，且尽量减少黄色网格的数量）。
图1-2 下箱体零件网格图1-3 网格质量检查2）支架模型先分析塑料件模型，通过实体分割更能将不同的厚度的实体进行分割，在此基础上，对各分割实体进行抽中面（不同的厚度通过赋予不同的壳单元属性来实现），用壳单元来替代实体单元，以减少网格数量。
我们真的会做最基本的CAE分析吗？1引子这两个分析，在我看来是难度极大，且没有成熟的解决方案，没想到都变成招聘时的基本要求。
最近两年，我们的自主汽车品牌刚刚开始走高端路线，但我们的CAE分析已经提前高端化了。
汽车行业的CAE工程师，如果不搞点整车路噪风噪仿真，不搞点整车瞬态疲劳分析，不搞点多重高度非线性分析，基本上都不敢出去见人了。
看到大家都在如火如荼的研究这些高大上的分析项，我反而产生了一个疑问：那些最基本的分析项，我们真的掌握了吗？2车身模态分析我们真的会做吗对于最简单的TB车身模态分析，大家都知道一弯和一扭模态频率要避开内燃机怠速二阶激励。
但是对于纯电动车，驱动电机根本不存在怠速情况，那么TB模态应该如何规划？行业内一直没有一个明确的结论。
在我看来，电机虽然没有怠速工况，但是大部分电动汽车仍然设计了低速蠕行工况。
电机的低阶机械激励应该是以一阶激励为主（转子偏心或者电机轴和减速器轴不对中都产生一阶激励）；此外还可能存在少量二阶激励（电机轴和减速器轴在花键连接处如果有夹角就会产生二阶扭矩波动激励，类似十字轴万向节的效果）。
所以我认为TB 车身的一弯和一扭模态频率应该高于蠕行时电机的一阶和二阶谐频，最好保持3Hz以上的分离。
那电动汽车的TB模态频率是不是应该高呢？我个人认为做高TB 模态频率并无必要。
我曾经分析过某款电动车的车身，感觉这个车身模态频率是刻意控制在一个不太高的水平的，大概是控制到低于25km/h车速行驶时的电机一阶谐频。
所以我的看法是，对于电动车TB车身的模态规划，应该向上避开蠕行时电机二阶谐频，应该向下避开25km/h车速时的电机一阶谐频，也就是把发生共振的可能放到蠕行车速和25km/h之间，这是一个不太常用的车速区间。
这里的25km/h只是打个比方，具体数值还需要再研究。
以上只是我个人的一点猜想，不一定正确，欢迎大家一起探讨。
3白车身刚度分析我们真的会吗白车身刚度分析也是最基本的分析项之一，但这项分析目前仍未形成统一的方法。
车身构架的静态分析和模态分析摘要：HyperMesh是一个高性能的有限元前后处理器，与其他的有限元处理器比较，HyperMesh的用户界面易于学习，支持直接输入已有的三维几何模型，并且导入的效率和模型质量都很高。
在处理几何模型和有限元网格的效率和质量方面，HyperMesh具有很好的速度，适应性和可定制性。
本文分析车身构架的静态分析和模态分析，得到了车身的刚度、应力值等，自由模态的分析可以分析一阶部分扭转和一阶整体扭转等。
为车身的进一步优化提供了一定的借鉴。
关键词：Hyeprmesh ；车身构架；静态分析；模态分析Static analysis of the body part of the framing freedom andmodal analysisXuXiaohanChongqing Jiaotong University, Electrical and Mechanical Engineering, Chongqing Jiaotong University andVehicle Mechatronics and Vehicle Engineering chongqing 40074Abstract：HyperMesh finite element before and after a high-performance processor, compared to other finite element processor, HyperMesh user interface is easy to learn, in support of an existing three-dimensional geometric model, and the efficiency and quality of imported models are high. In terms of process efficiency and quality geometry and finite element mesh, HyperMesh has good speed, flexibility and customizability. This paper analyzes the static analysis of the body frame 10 and order free modal analysis, stiffness, stress and other body, Modal analysis can be partially reversed the first-order analysis and order a whole torsion. To further optimize the body to provide some reference.Keywords: Hypermesh; body frame; static analysis; modal analysis1、打开hypermesh软件，在安装目录下打开penetration—check文件。
