刘国漪1，刘志鹏2
                                   (1.同济大学铁道与城市轨道交通研究院，上海〓201804)
                                    (2.湖南大学机械与运载工程学院，湖南 长沙〓410082)
摘要：针对某车型的仪表板骨架在HyperMesh中建立的有限元分析模型，利用ANSYS软件求解仪表板骨架的约束模态和强度。将计算结果与设计目标值进行对比，检验该仪表板骨架的模态振动特性和仪表板骨架的刚度特性，并对不合强度要求的支架给出了结构优化建议。计算结果表明，仪表板整体振动特性良好，对整车的NVH性能不会造成影响；仪表板骨架上的安全气囊固定支架、音响支撑支架、仪表板本体左下固定支架和车身侧围的两个固定支架存在结构上的缺陷。
关键词：汽车；仪表板骨架；模态分析；静刚度分析
中图分类号：U468.4〓文献标识码：A〓文章编号：2095-509X(2018)07-0021-04

   仪表板骨架装置的主要功能是为仪表板饰件总成及汽车电器仪表模块、副驾驶侧安全气囊等零件提供支撑，其承受各支架上零部件的重力和冲击，对驾驶室内乘员的安全有直接影响。汽车仪表板骨架在车身设计中有着举足轻重的作用，其不仅支撑仪表板上各电子器件、安全气囊等部件，还能增强驾驶室车身强度和刚度。如果仪表板骨架结构设计不符合规范，容易造成支架上的零部件产生扭曲变形，降低车辆在发生碰撞时的安全性能；同时还易引起零部件以及转向管柱在汽车怠速或行驶时产生的低频抖动，影响乘坐舒适性。在有关仪表板骨架的研究分析中，孙煜通过注塑可行性分析来预估产品问题；杜登惠等对局部重要结构进行拓扑优化和形状优化，但并未对结构特性进行相关分析。为了有针对性地对仪表板骨架进行优化，有必要对其进行模态分析和静刚度分析。
    本文以某车型仪表板骨架为例，基于有限元分析软件ANSYS，对仪表板骨架进行模态分析和静刚度分析，判断其是否达到设计标准，为之后仪表板骨架的轻量化设计和结构优化提供相关参考。

〗1〓仪表板骨架有限元模型的建立
1.1〓仪表板骨架概述〖HT5SS〗〖STBZ〗
仪表板骨架主要包括4部分：仪表板横梁、定位支撑支架、吸能支架和安全气囊支架。本文仪表板骨架为钣金焊接型管柱式横梁，构成和安装方式为整体焊接型。该仪表板骨架的结构如图1所示。

1—管梁左端支架总成；2—机盖扣手-诊断接口固定支架；3—仪表板本体左下固定点加强件；4—转向管柱安装支架；5—本体组合仪表下部固定支架；6—仪表板本体左下固定支架二；7—仪表板本体左下固定支架一； 8—中央左支撑支架；9—中部线束卡扣板；10—中部上连接支架；11—中央右支撑支架；12—杂物盒安装支架；13—仪表板本体右上固定支架一；14—仪表板本体右上固定支架二；15—管梁右端支架总成；16—风道右侧固定支架；17—安全气囊固定支架；18—仪表板本体右上固定支架一；19—仪表板管梁副梁； 20—音响支撑支架； 21—组合仪表处加强支架； 22—驾驶侧前围连接支架；23—仪表板管梁主梁
图1〓仪表板骨架三维结构图

1.2〓有限元网格划分在HyperMesh中建立有限元模型，选择壳单元......


基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（2015BAG19B02，2015BAG13B01）
作者简介：刘国漪（1994—），男，广东惠州人，同济大学硕士研究生，主要研究方向为车辆NVH。


（文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）

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