横梁接头形式优化及其在白车身性能提升上的应用摘要：利用MSC/Nastran软件求解了某商用车白车身刚度及灵敏度，获得了关重模块如覆盖件、纵梁、横梁等对白车身弯扭刚度的贡献比，发现横梁模块对扭转刚度的贡献明显偏低，仅为0.79%.对比分析不同横梁接头形式对车身刚度性能的影响，并对接头形式进行了优化.结果表明：改变横梁接头形式对车身扭转刚度的影响明显大于弯曲刚度；采用分段式接头时白车身刚度性能最好；接头优化后横梁模块的扭转刚度贡献比得到了明显的提升，达到4.68%.以某相近车型为例，改进横梁及其接头形式，实现了刚度性能的提升与重量的降低，验证了接头优化对整车刚度性能提升的正确性及通用性，为横梁接头的结构优化设计和整车性能提升提供了较为可靠的理论依据.关键词：白车身；横梁接头；车身扭转刚度；车身弯曲刚度；灵敏度分析：U463.82文献标志码：AFormOptimizationofCrossbeamJointsanditsApplicationinPerformanceImprovementofBodyinWhiteZHANGHui1，ZHANGXiao激ng1，LIUZhiwen2，GUOPengcheng2，WANGZhenhu2，FANGXiangdong3（1.CollegeofMaterialScienceandEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China；2.StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBody，HunanUniversity，Changsha410082，China；3.ChongqingChanganAutomobileCoLtd，Chongqing404100，China）Abstract：Thebodyinwhite（BIW）stiffnessandsensitivityofacommercialvehiclewerecalculatedbyusingMSC/Nastransoftware，andthecontributionratioofcrucialmodule（suchasclosurepanels，longitudinalbeam，andcrossbeam）tobendingandtorsionstiffnesswereobtained.Theanalysisresultshowedthatthecontributionratioofthecrossbeammoduletotorsionstiffnesswasobviouslylow，whichwasonly0.79%.TheeffectofthecrossbeamjointsformontheperformanceofBIWstiffnesswasanalyzed，andthejointsformwasalsooptimized.Theresultsshowedthatjointsformhadgreaterinfluenceontorsionstiffnessthanthatonbendingstiffness，andthegreatestBIWstiffnesswasobtainedbyusingsegmentedjoint.Withtheoptimizedjointform，thecontributionratioofcrossbeammoduletotorsionstiffnessincreasedobviously，whichreached4.68%.Takingasimilarvehicleasanexample，theimprovementofcrossbeamandjointsformenhancedthestiffnessperformanceandreduceditsweight.Thisdemonstratesthevalidityandgeneralityofjointsoptimizationtotheperformanceimprovementofvehiclestiffness，andprovidesatheoreticalbasisfortheoptimizationdesignofcrossbeamjointsandtheimprovementofvehicleperformance.Keywords：BIW；crossbeamjoints；bodytorsionstiffness；bodybendingstiffness；sensitivityanalysis接?^作为车身承载杆及梁结构的主要过渡形式，是决定整车基础性能的关键.汽车在行驶过程中，车身主要承受交变载荷，这使得接头处容易产生应力集中，裂纹倾向于在此处形核扩展直至断裂，从而致使接头功能失效，严重影响整车结构的耐久性和安全性.此外，接头设计不合理，接头刚度不足时，白车身固有频率会降低，各系统间易发生结构共振，甚至异响，严重降低了整车NVH（Noise，Vibration，Harshness）性能.因此合理的接头设计对整车性能的提高具有重要意义.目前国内外很多专家学者对接头进行了大量的分析与优化工作.Suh和Kim等[1-2]利用有限元分析、扑拓优化、B样条线的形状优化，改善了客车窗立柱T型接头的应力状态.李佳[3]分析了车身关键接头的疲劳寿命，通过延长内板长度、增加连接点提高了接头的疲劳寿命.宋凯等[4]基于概念模型对接头进行区域划分和参数化处理，利用响应面法构建近似模型，采用连续二次规划优化方法对近似模型寻优，从而提出一种概念设计阶段T型接头快速优化的方法，该方法在实现接头轻量化的同时，大大提高了接头刚度和强度.另外，宋凯等[5]还提出面向正向概念设计的T型接头的快速优化方法.郝守海等[6]针对骨架连接接头开发出两种新型连接结构，在保证性能的前提下对...