现代生活中,汽车已经人们生活中不可或缺的部分,已经成为人们重要的交通工具之一。一个国家的汽车制造水平,在很大程度上反应了其科学技术的发展水平。与国外相比,我国汽车开发过程中计算机辅助技术的应用还需要进一步发展,尤其对汽车的动态分析方面,还处于起步阶段,因此,我国需要大力推广计算机辅助技术在汽车开发中的应用,提高国内的研发实力,减少汽车产品的开发周期和开发成本。现代轿车绝大多数都采用承载式车身,车身的结构直接影响轿车的整体性能。因此,轿车车身的结构分析尤为重要。车身的弯曲刚度、扭转刚度和模态频率是车身最重要的性能指标,直接影响轿车的舒适性、安全性。汽车白车身结构由大量薄板结构焊接而成,是一个具有无限多自由度的振动系统。在外界时变激励作用下,诸如发动机、传动系统及路面的激励,会发生振动,特别的,当外界激励频率与系统固有频率接近时,将会产生共振现象。振动特性与车身刚度密切相关。高刚度车身不仅有利于悬架支持,使汽车系统正常工作,而且有利于改进振动特性。应用有限元分析能够有效的分析出车身结构设计中的缺陷。本文源于国内某公司的JL030轿车的开发,建立了此轿车白车身的有限元模型,并做了有限元分析,并根据分析结果对车身各个零件的板厚进行了尺寸优化。本文主要做了以下几个方面的工作:建立白车身的有限元模。分析白车身进行静态弯曲刚度和扭转刚度。对白车身进行模态分析。对白车身进行尺寸优化。在白车身有限元建模部分,简单介绍了有限元分析方法,有限元分析的方法产生于二十世纪四十年代,历经近七十年的发展与完善,其理论已经相当成熟。有限元方法的基本思想是分片逼近。有限元分析的主要步骤有:结构的离散化、选择单元位移模式、单元分析和整体分析。详细介绍和说明了建立白车身有限元模型的过程。在Hypermesh中建立了用于有限元分析的白车身有限元模型,模型中共有176914个节点,四边形单元161072个,三角形单元6744个(占单元总数的4.02%),刚性单元3159个。在白车身刚度分析部分,首先介绍了刚度分析的基本方法,指出对于车身静态刚度分析一般选择汽车在行驶过程中的两个极限工况,即弯曲工况和扭转工况。在分析过程中,对约束和载荷的模拟做了详细的介绍。其中弯曲刚度分析时约束前后悬架的三个自由度,即X、Y、Z方向的自由度,在白车身地板上座椅的安装位置施加均布载荷,每个座椅和乘员取150Kg。扭转刚度分析时,约束后悬架的全部自由度,在左右前轮罩悬架支撑点位置施加大小相等方向相反的竖直方向的集中力,产生2970Nm的扭矩。弯曲刚度分析和扭转刚度分析的结果表明此款白车身的静态刚度与同类车型相比,白车身的刚度存在不足,需要调整结构参数,改善车身的静态刚度特性。在白车身模态分析部分,首先介绍了模态分析的基本理论和对分析结果的评价原则。求解白车身的各阶模态参数,得到了前十阶自由模态的频率及其振型,并且分析评价了白车身的动态性能。白车身的一阶整体扭转频率为18.65Hz,处于发动机怠速时的振动频率范围之内,容易与发动机发生共振。而一阶弯曲频率为35.34Hz,与一阶整体扭转频率明显错开,不会发生振型耦合。综合考虑需要调整结构参数,以提高白车身的一阶整体扭转频率,改善车身的动态性能。在白车身尺寸优化部分,同时考虑了静态刚度和动态刚度,在白车身总质量略有增加的情况下,提高了白车身静态刚度和动态刚度。本文利用结构尺寸优化的理论,将白车身的79个主要零件的板厚作为优化变量,考虑了白车身的一阶整体扭转频率、弯曲刚度测点A的竖直方向位移、扭转刚度测点B的竖直方向位移和测点C的竖直方向位移为约束,以白车身的总质量为优化目标,建立了优化模型。经过11次迭代优化,白车身的一阶扭转频率由原来的18.65Hz提高到了现在的22.7Hz,在白车身的总质量略有增加的情况下,提升了白车身结构的动态性能。通过本文的研究,建立了JL030轿车的白车身有限元模型;对白车身进行有限元分析,掌握了其静态刚度和低阶模态信息,初步了解了其刚度特性和预测了它的动态特性;针对设计中刚度不足的缺陷,进行了尺寸优化,通过改变各主要零部件的厚度,提高了白车身的静态刚度和动态刚度。