1 前言

    　现代汽车开发是一个综合与分析的互逆过程。综合与分析在汽车产品开发的不同阶段，发挥不同的作用，从概念设计到详细设计的开发流程，实际是一个从系统综合到系统分析的流程。在开发阶段初期，有充分的设计自由度，但有关设计的参数、数据则较少，我们关注的是产品的整体性能，例如：平顺性、操纵稳定性等，利用Nasran软件，我们能够在设计初期结合试验数据、客户意见反馈设定好整车设计性能指标（设计目标）；在详细结构设计阶段，根据整车性能指标，逐级分解到车身、底盘等各个子系统、零部件上，最终体现在结构的各个设计参数上。

    2 汽车结构设计过程

   　 现在国内产品设计更加整合已有资源、优化配置，更加强度产品的整体性能，比如平顺性、操纵稳定性，高端的在整车NVH方面有更高的要求。无论是商用车还是乘用车，车身设计一直是现代整车设计的核心技术，有限元在车身设计发挥的作用远超过其他方面，下文结合IDEAS CAE、Nastran软件介绍有限元在车身设计的各个阶段发挥的不同作用。

    2.1 整车性能设计

    　汽车的平顺性主要是指保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响，是现代高速汽车的主要性能之一。研究对象主要是整车悬架系统、前后轴荷、整车惯性质量等，利用IDEAS CAE人性化的前处理界面和Nastran丰富的单元库，能在概念设计阶段快速、准确的建立多自由度整车和动力系统模型，进行模态、瞬态响应、随机响应分析，对整车系统的平顺性、人体的响应做出评估；结合试验、先期客户反馈意见、专业人士主观评价，设立设计目标，指导后继结构设计。

    　利用Nastran提供的SOL 200求解序列，可以以悬架系统的刚度、阻尼为设计变量，根据国家标准化组织的要求对各个频段频率进行加权优化，设计出平顺性非常好的的前后悬架刚度、阻尼系数。有限元模型、部分计算结果见下图。

    2.2 车身结构设计

    2.2.1车身截面、接头设计

    　接头（Joint）和梁（Beams）是决定整车刚度和全局模态的主要因素，它们控制着整车低频的Boom和振动（Shake）；截面特性（Section Property）决定了梁的特性。因此，通过对截面形状、厚度以及结构特性的分析，在汽车概念设计阶段，初步估计和评价标杆样车的主要承载结构的抗弯、抗扭模量、截面面积，对整车的部件的设计和结构改进有着重要的指导意义。IDEAS CAE提供了丰富的截面库，同时，允许用户建立任意形状的梁截面，根据下式计算梁的截面属性：
 

图3 Ideas中梁截面计算公式

图4 Ideas中梁截面计算
 
图5 Ideas中梁截面计算