汽车车身技术的“六脉神剑”(3)

图3 碰撞相容性结构
03 车身疲劳耐久设计优化
车身疲劳耐久设计优化能够有效改善大疲劳应力水平位置，而车身疲劳耐久设计优化不仅是车身铰链的设计，还包括车身疲劳耐久的模拟分析以及焊点的耐久性分析。车身疲劳耐久分析的一般流程如图4所示。

图4 车身疲劳耐久性设计优化流程
汽车车身的疲劳主要是高周疲劳，弹性应变会占主导地位，即加载过程中没有出现塑性变形。这样车身连接处的不平滑、焊点及工艺孔都可能成为疲劳破坏的开始点，因此应用疲劳耐久的设计优化方法能够通过优化结构以及确保连接有效性的方式提升车身的性能，同时考虑车身材料的强度也非常有必要，通过提高材料的屈服强度，确保材料屈服应力大于车身最大的疲劳应力。
04 成型材料数据的模拟仿真技术
整车性能模拟仿真的准确性的一个重要的影响因素即为输入材料数据的准确性，尤其是对于双相钢（DP钢）和相变诱导塑性钢（TRIP钢）而言。DP钢在加工硬化过程中，材料性能将得到大幅的提高，从而提升车辆的碰撞性能。例如DP钢2%的预应变可以提升40%~50%屈服强度，如图5所示。

图 5 成形前后材料参数对比
采用成形后材料数据替代材料的原始曲线数据作为整车性能模拟的输入，可以大幅提升CAE性能分析的准确性，尤其是对汽车整体性能的预测以及局部性能细节的预测。例如对于TRIP钢，在成形过程中发生了奥氏体转变，材料强度明显的提高，在做车身性能分析的时候，如果还采用原始材料数据显然会产生比较大的误差。除了获得成形后材料数据外，还应该使用正确的失效准则应变材料曲线，用失效准则优化焊点模型。