计算机辅助工程(CAE)是一种迅速发展的信息技术,是实现重大工程和工业产品的计算分析、模拟仿真与优化设计的工程软件,是支持工程科学家进行创新研究和工程师进行创新设计的最重要的工具和手段。利用CAE分析,可对所设计的产品进行各种静态,模态,瞬态等分析,在虚拟环境下,预测产品的性能,获得产品的最优化化设计方案。 本文以某轻型客车车身为研究对象,系统地研究了整体车身结构动态优化设计的理论与技术问题。完成了从详细有限元建模、静动特性分析、车身结构优化设计。 其主要内容包括： 1.车身的动力学建模根据车身总成分及零件装配关系建立了车身三维实体模型。基于零部件及分总成的模态试验结果,对有限元总成装配模型建模精度较高的单层板结构、环形截而梁单元和节点耦合三种方式进行比较。以精度较高的单层板结构来模拟点焊结构,以节点耦合来模拟螺栓联接结构。 2.通过对该模型进行静态和模态分析,寻找整车应力分布的规律,并把应力集中的危险点位置与跑车试验结果进行对比。 3.利用CAD软件PRO/E WILDFIRE2.0和CATIA V5对车门进行三维建模和模型的简化,并通过IGES格式导入HYPERMESH进行网格划分；利用HYPERMESH与ANSYS接口,对车门进行静力学分析,针对车门的不同工况,计算车门刚度和强度较大和较小的位置；通过动力学分析得到车门的振动固有频率和振型,给汽车车门的设计提供一定的参考作用。 4.本文的优化设计部分,说明了车身结构优化设计的原理和方法。通过灵敏度分析,找出了对车身刚度影响较大的设计变量及排列顺序,为结构优化提供了正确的方向。