交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法与非承载式汽车车架和汽车技术

本发明专利技术提供了一种交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法，用以确定交错横构件构成的汽车车架上的车架车身连接点位置，且该确定方法包括建立车架结构三维模型；将建立三维模型导入有限元处理软件进行有限元网格化处理并输出网格文件；将网格文件导入仿真软件中，定义仿真频率区间，并仿真各阶频率下的车架模态图；以及统计各阶车架模态图中的车架模态值，以不同阶模态图中各区域内低模态重合度最大的位置作为连接点的位置。本发明专利技术还提供了由以上确定方法确定连接点的非承载式汽车车架和汽车。本发明专利技术的确定方法所确定的连接点位置能够实现车架和车身之间的大刚性连接，车架与车身可作为整体承载受力，而有利于实现整车减重设计。

【技术实现步骤摘要】
交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法与非承载式汽车车架和汽车
本专利技术涉及车辆设计开发
，特别涉及一种交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法。本专利技术还涉及一种由上述确定方法确定连接点位置的非承载式汽车车架，以及具有该车架的非承载式汽车。
技术介绍
现有技术中，汽车车身结构主要分为承载式车身和非承载式车身两种。承载式车身没有单独承受外力的底盘结构，只是用车身支撑着各部件，也就是说整个车身作为一体，没有独立的大梁设计，悬挂通过副车架安装在车身上，车身的负载通过悬挂装置传给车轮。承载式车身结构重量小、车辆稳定性高，并有着成本低、重量轻，油耗低、舒适性好等优点，但非承载式结构也存在车身刚性较差，特别是抗对角扭曲刚性差等不足。非承载式车身又称底盘大梁架，其有着独立的大梁、也即车架，并且会有专门的底盘受力结构，像发动机、传动等核心部件均设置于车架上。车架作为一个整体是支撑全车的基础，在这一整体结构之上，整个人员乘坐的车身部分则为另外一个整体。车架和上部的车身之间主要是用悬置连接，其就好比生活中的上下铺，底盘是下，车身部分是上，车身只承载驾乘人员的重力，不用考虑车身对车架承载所起的辅助作用。非承载式车身的优点是有独立的车架，底盘强度较高，抗颠簸性能好，此外四个车轮受力再不均匀，也是由车架承担，而不会传递到车身上去，因此车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低。但非承载式车身结构也存在比较笨重，汽车质心高，高速行驶稳定性较差的缺点，特别是其重量大，导致整车成本较高，以及汽车使用时油耗往往居高不下。此时，对于具有车架结构的非承载式汽车车型来说，若能够进行车架与车身之间的较大刚性连接，以此提升车架和车身的连接刚度，使得车架与车身的强度互补实现贯通，从而达到类似于承载式车身结构的特点，是能够获得较好的整车减重效果的。但目前针对于车架和车身之间的大刚度连接，如何在车架上确定与车身之间进行连接的连接点位置又成为一个难题，在现已公开的文献中均未见有涉及此方面的报道。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种非承载式汽车车架连接点确定方法，以可用于确定车架上的与车身间进行大刚度连接的连接点位置。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法，用以确定交错横构件构成的汽车车架上的进行车架与车身间连接的连接点的位置，所述车架上的连接点为分散布置于车架不同区域的若干个，且该连接点位置的确定方法包括如下的步骤：S1、根据整车开发设计目标，建立车架结构三维模型；S2、将所建立的车架结构三维模型导入有限元处理软件，利用有限元处理软件对车架结构三维模型文件进行有限元网格化处理，并输出网格化处理后的网格文件；S3、将步骤S2输出的网格文件导入模态仿真软件中，定义仿真频率区间，利用模态仿真软件仿真车架模型在所述频率区间中的各阶频率下的车架模态，并输出每阶频率下的车架模态图；S4、统计各阶频率所对应的车架模态图中的车架上各位置的模态值，以不同阶频率下车架模态图中各区域内低模态重合度最大的位置作为该区域的车架与车身间连接点的位置。进一步的，所述车架结构三维模型可通过CATIA、UG或Pro/E建立，所述有限元处理软件为ANSA或HypermeSh，所述仿真软件为NASTRAN或ABAQUS。进一步的，所述频率区间为1HZ至所述车架所承载的动力输出装置的固有频率。进一步的，所述动力输出装置为电机。进一步的，所述车架上的各车架车身连接点位置为相对于所述车架宽度中心线对称布置。进一步的，步骤S4中，作为车架车身连接点位置的为该区域内模态节点重合最多的位置。进一步的，步骤S2中的有限元网格化处理包括如下的步骤：S21、除去多余的包含点、线、圆角的几何图形；S22、进行抽中面操作，并对中面进行网格划分；S23、创建网格划分文件和质量检查文件生成网格，并检查网格质量、修正错误和质量差的网格；S24、将网格与几何模型脱离，删除原始导入的车架结构模型文件，创建焊接单元和刚性节点，并定义材料厚度和包含弹性模量E、NU泊松比及RHO密度的材料属性，导出网格文件。进一步的，步骤S3中的仿真包括如下的步骤：S31、创建属性选择导入的网格文件生成的车架模型，定义材料厚度；S32、将材料属性与材料厚度赋予车架模型；S33、创建仿真环境，定义仿真频率区间；S34、ND计算所述频率区间内阶次，创建控制指导计算环节求解器做相应计算命令，导出仿真的车架模态图。进一步的，所述车架上可作为设置车架与车身间连接点的区域的至少满足如下的条件：易于所述车架成型，不影响所述车身造型，利于所述车架和所述车身之间装配，以及符合车型功能定义。进一步的，所述车型功能定义包括为乘用车或货用车。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：本专利技术的车架连接点确定方法，通过对车架模型进行仿真，并以各区域内低模态重合度最大的位置作为连接点位置，由此能够以车架各区域内振动叠加最弱点作为车架和车身之间的连接点，从而藉由连接点振动弱小，可进行车架和车身之间的大刚度连接，实现车架和车身的强度互补，达到车架与车身可作为整体承载受力，而利于实现整车减重设计的效果。本专利技术的另一目的在于提出一种非承载式汽车车架，该车架由交错横构件构成，并于所述车架上装设有若干用以与车身连接的连接件，所述连接件位于由上述的确定方法所确定的车架与车身间连接点位置，且所述连接件为弹性连接件或刚性连接件。进一步的，所述弹性连接件为悬置。本专利技术的非承载式汽车车架通过将连接件布置于由上述确定方法所确定的连接点位置，可实现车架和车身之间的大刚度连接，使车架和车身间强度互补，由此能够使的车架与车身可作为整体承载受力，而有利于实现整车减重。此外，本专利技术还提出了一种非承载式汽车，所述非承载式汽车具有如上所述的非承载式汽车车架。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的车架上连接点位置的分布示意图；图中：1-纵梁，2-横梁，3-加强梁。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一本实施例涉及一种交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法，用以确定汽车中车架上的进行车架与车身间连接的连接点的位置。其中，本实施例的车架为由交错横构件构成，车架上的用于车架和车身连接的连接点位置也为分散布置于车架不同区域的若干个，以可通过在多个不同位置的连接，实现车架与车身之间稳定及可靠的连接，进而形成完整的车体结构。而对于上述由交错横构件构成的车架结构，其一种示例性结构如图1中所示，此时该车架具体包括位于位于两侧纵梁1，以及连接于两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法，用以确定交错横构件构成的汽车车架上的进行车架与车身间连接的连接点的位置，其特征在于：所述车架上的连接点为分散布置于车架不同区域的若干个，且该连接点位置的确定方法包括如下的步骤：/nS1、根据整车开发设计目标，建立车架结构三维模型；/nS2、将所建立的车架结构三维模型导入有限元处理软件，利用有限元处理软件对车架结构三维模型文件进行有限元网格化处理，并输出网格化处理后的网格文件；/nS3、将步骤S2输出的网格文件导入模态仿真软件中，定义仿真频率区间，利用模态仿真软件仿真车架模型在所述频率区间中的各阶频率下的车架模态，并输出每阶频率下的车架模态图；/nS4、统计各阶频率所对应的车架模态图中的车架上各位置的模态值，以不同阶频率下车架模态图中各区域内低模态重合度最大的位置作为该区域的车架与车身间连接点的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法，用以确定交错横构件构成的汽车车架上的进行车架与车身间连接的连接点的位置，其特征在于：所述车架上的连接点为分散布置于车架不同区域的若干个，且该连接点位置的确定方法包括如下的步骤：
S1、根据整车开发设计目标，建立车架结构三维模型；
S2、将所建立的车架结构三维模型导入有限元处理软件，利用有限元处理软件对车架结构三维模型文件进行有限元网格化处理，并输出网格化处理后的网格文件；
S3、将步骤S2输出的网格文件导入模态仿真软件中，定义仿真频率区间，利用模态仿真软件仿真车架模型在所述频率区间中的各阶频率下的车架模态，并输出每阶频率下的车架模态图；
S4、统计各阶频率所对应的车架模态图中的车架上各位置的模态值，以不同阶频率下车架模态图中各区域内低模态重合度最大的位置作为该区域的车架与车身间连接点的位置。


2.根据权利要求1所述的交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法，其特征在于：所述车架结构三维模型可通过CATIA、UG或Pro/E建立，所述有限元处理软件为ANSA或HypermeSh，所述仿真软件为NASTRAN或ABAQUS。


3.根据权利要求1所述的交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法，其特征在于：所述频率区间为1HZ至所述车架所承载的动力输出装置的固有频率。


4.根据权利要求3所述的交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法，其特征在于：所述动力输出装置为电机。


5.根据权利要求1所述的交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法，其特征在于：所述车架上的各车架车身连接点位置为相对于所述车架宽度中心线对称布置。


6.根据权利要求1所述的交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法，其特征在于：步骤S4中，作为车架车身连接点位置的为该区域内模态节点重合最多的位置。


7.根据权利要求1所述的交错横构件构成的汽车车架连接点确定方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆峰，张葆华，孙喜冬，甄林涛，孙志伟，许占高，李子新，陈立冬，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13