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摘 要：通过对目前某车型下弯梁总成结构框架较弱，散热器和冷凝器安装点动刚度不足等问题进行分析，并对下弯梁总成结构进行优化，从而提高整车扭转刚度、NVH性能及碰撞性能。
关键词：下弯梁;结构优化;动刚度
1 引言
随着人们需求的进一步升级，对车辆操控、安全、NVH等性能的要求越来越高。下弯梁总成作为车身前端框架结构的重要组成部分，集成前保险杠、散热器、中冷器、发动机下盖板、线束等安装点，对车辆的框架结构强度、扭转、安碰及NVH有着重要影响。
本文针对某车型下弯梁总成结构框架弱，安装点动刚度不足，制造工艺性不佳等问题，通过对下弯梁总成及其连接结构进行优化，从而提高下弯梁总成框架结构强度、碰撞性能及NVH性能。通过这一实例，总结了下弯梁总成结构的设计经验，为今后进一步优化车身零件结构强度和功能的设计提供一些借鉴和参考。
2 下弯梁总成结构特点及分析
2.1 下弯梁总成功能及结构特点
下弯梁总成位于车身前下端，连接左右前纵梁，是车身前端框架结构的重要组成部分，集成前保险杠、散热器、中冷器、发动机下盖板、线束等安装点。下弯梁总成的结构特点是：下弯梁总成通过点焊或螺栓与前纵梁连接，分别与上弯梁、上弯梁立柱组成一个封闭的框型结构。某车型的下弯梁总成设计为单板“U”型结构，与纵梁通过螺栓连接，如图1所示：
2.2 下弯梁总成结构分析
通过对现在下弯梁总成的结构特点进行分析、CAE模拟计算，以及零件在制造过程中的验证，发现该结构存在以下缺点：
1.结构强度不佳：下弯梁与纵梁连接结构为单板结构，连接结构强度较弱，对整车扭转刚度提升贡献较低;
2.安装点NVH性能不佳：下弯梁为倒“U”形单层钣金结构，且散热器安装点无加强结构，且安装点Y向离纵梁较远，散热器安装点结构强度不足（目标≥600N/mm），动刚度低，影响整车NVH性能的提升，通过利用CAE等工具对其进行模拟分析，其动刚度值如表1所示;
3.碰撞性能不佳：下弯梁Y向结构强度不足，在碰撞过程中，前纵梁Y向变形大;
4.制造工艺不佳：下弯梁总成为总装件，在车身焊接时车身前端缺少Y向支撑结构，导致左右前纵梁总成易左右窜动，降低零件合格率，如图2所示。
3 结构优化措施
针对现有下弯梁总成存在的结构缺点，为解决其现有结构存在的缺陷，在不影响周边零件结构的前提下，从以下三个方面对下弯梁总成的结构进行优化：
1.下弯梁与下弯梁连接板A/B通过焊点（左右各4个）进行连接，连接板A/B通过点焊与前纵梁侧面、底面进行连接。接板结构形成一个封闭腔体结构，使应力可以快速的传递至纵梁，且结构受力方向由剥离力变化为剪切力，大大增强结构的强度和刚度;下弯梁与纵梁连接结强度构的增强，提高了整车扭转刚度和车辆碰撞安全性能，结构如图3所示;
2.在下弯梁开口方向增加封板，新增的封板与下弯梁构成一个封闭的腔体结构，提高了下弯梁结构强度和结构稳定性，大幅提升散热器和冷凝器安装点的动刚度、整车扭转刚度及车辆碰撞安全性能。
3.散热器安装点结构强化：在散热器安装点处增加倒“U”字形加强板，其与下弯梁型面贴合，通过点焊与下弯梁连接，提高散热器安装点的动刚度，如图4所示;
4 下弯梁总成结构优化实践结果
通过对下弯梁总成新结构进行分析及实车验证，其效果如下：
1.提高了下弯梁结构强度和结构稳定性，散热器安装点的动刚度大幅提升（X/Y/Z向提升≥600%），解决此处结构NVH性能不佳的问题，其动刚度值如表2所示;
2.下弯梁总成及其连接结构的增强，与上弯梁一起构成稳定的框架结构，整车的扭转刚度提升10%;
3.下弯梁总成及其连接结构的增强，提高下弯梁对前纵梁在碰撞中的Y向支撑，使前纵梁能沿X向压溃，提高车辆碰撞安全性能;
4.提高车身前端框架结构强度及稳定性，防止白车身在制造运输过程中左右窜动，提高零件合格率。
5 小结
下弯梁总成作为车身前端框架結构的重要组成部分，对结构强度、扭转、安碰及NVH有着重要影响。本文通过对某车型下弯梁总成存在的一些结构缺陷进行分析，提出结构改进方向，并制定有效、可靠的改进方案，并辅助利用有限元软件分析工具进行校核，最终达到结构强度、NVH、安碰、制造工艺等性能提升的目的。在车身结构开发设计过程中，要充分考虑零件的使用功能、边界条件等因素，结合在实际制造过程当中出现的问题，及合理利用有限元软件进行理论校核，提高结构的可靠性，最后达到优化设计的目的。
参考文献：
[1]黄天泽、黄金陵.汽车车身结构与设计.机械工业出版社，1997.
[2]张小虞.汽车工程手册[M].北京：人民交通出版社，200l.
[3]周昌玉 贺小华 《有限元分析的基本方法及工程应用》 化学工业出版社2006.
关键词：下弯梁;结构优化;动刚度
1 引言
随着人们需求的进一步升级，对车辆操控、安全、NVH等性能的要求越来越高。下弯梁总成作为车身前端框架结构的重要组成部分，集成前保险杠、散热器、中冷器、发动机下盖板、线束等安装点，对车辆的框架结构强度、扭转、安碰及NVH有着重要影响。
本文针对某车型下弯梁总成结构框架弱，安装点动刚度不足，制造工艺性不佳等问题，通过对下弯梁总成及其连接结构进行优化，从而提高下弯梁总成框架结构强度、碰撞性能及NVH性能。通过这一实例，总结了下弯梁总成结构的设计经验，为今后进一步优化车身零件结构强度和功能的设计提供一些借鉴和参考。
2 下弯梁总成结构特点及分析
2.1 下弯梁总成功能及结构特点
下弯梁总成位于车身前下端，连接左右前纵梁，是车身前端框架结构的重要组成部分，集成前保险杠、散热器、中冷器、发动机下盖板、线束等安装点。下弯梁总成的结构特点是：下弯梁总成通过点焊或螺栓与前纵梁连接，分别与上弯梁、上弯梁立柱组成一个封闭的框型结构。某车型的下弯梁总成设计为单板“U”型结构，与纵梁通过螺栓连接，如图1所示：
2.2 下弯梁总成结构分析
通过对现在下弯梁总成的结构特点进行分析、CAE模拟计算，以及零件在制造过程中的验证，发现该结构存在以下缺点：
1.结构强度不佳：下弯梁与纵梁连接结构为单板结构，连接结构强度较弱，对整车扭转刚度提升贡献较低;
2.安装点NVH性能不佳：下弯梁为倒“U”形单层钣金结构，且散热器安装点无加强结构，且安装点Y向离纵梁较远，散热器安装点结构强度不足（目标≥600N/mm），动刚度低，影响整车NVH性能的提升，通过利用CAE等工具对其进行模拟分析，其动刚度值如表1所示;
3.碰撞性能不佳：下弯梁Y向结构强度不足，在碰撞过程中，前纵梁Y向变形大;
4.制造工艺不佳：下弯梁总成为总装件，在车身焊接时车身前端缺少Y向支撑结构，导致左右前纵梁总成易左右窜动，降低零件合格率，如图2所示。
3 结构优化措施
针对现有下弯梁总成存在的结构缺点，为解决其现有结构存在的缺陷，在不影响周边零件结构的前提下，从以下三个方面对下弯梁总成的结构进行优化：
1.下弯梁与下弯梁连接板A/B通过焊点（左右各4个）进行连接，连接板A/B通过点焊与前纵梁侧面、底面进行连接。接板结构形成一个封闭腔体结构，使应力可以快速的传递至纵梁，且结构受力方向由剥离力变化为剪切力，大大增强结构的强度和刚度;下弯梁与纵梁连接结强度构的增强，提高了整车扭转刚度和车辆碰撞安全性能，结构如图3所示;
2.在下弯梁开口方向增加封板，新增的封板与下弯梁构成一个封闭的腔体结构，提高了下弯梁结构强度和结构稳定性，大幅提升散热器和冷凝器安装点的动刚度、整车扭转刚度及车辆碰撞安全性能。
3.散热器安装点结构强化：在散热器安装点处增加倒“U”字形加强板，其与下弯梁型面贴合，通过点焊与下弯梁连接，提高散热器安装点的动刚度，如图4所示;
4 下弯梁总成结构优化实践结果
通过对下弯梁总成新结构进行分析及实车验证，其效果如下：
1.提高了下弯梁结构强度和结构稳定性，散热器安装点的动刚度大幅提升（X/Y/Z向提升≥600%），解决此处结构NVH性能不佳的问题，其动刚度值如表2所示;
2.下弯梁总成及其连接结构的增强，与上弯梁一起构成稳定的框架结构，整车的扭转刚度提升10%;
3.下弯梁总成及其连接结构的增强，提高下弯梁对前纵梁在碰撞中的Y向支撑，使前纵梁能沿X向压溃，提高车辆碰撞安全性能;
4.提高车身前端框架结构强度及稳定性，防止白车身在制造运输过程中左右窜动，提高零件合格率。
5 小结
下弯梁总成作为车身前端框架結构的重要组成部分，对结构强度、扭转、安碰及NVH有着重要影响。本文通过对某车型下弯梁总成存在的一些结构缺陷进行分析，提出结构改进方向，并制定有效、可靠的改进方案，并辅助利用有限元软件分析工具进行校核，最终达到结构强度、NVH、安碰、制造工艺等性能提升的目的。在车身结构开发设计过程中，要充分考虑零件的使用功能、边界条件等因素，结合在实际制造过程当中出现的问题，及合理利用有限元软件进行理论校核，提高结构的可靠性，最后达到优化设计的目的。
参考文献：
[1]黄天泽、黄金陵.汽车车身结构与设计.机械工业出版社，1997.
[2]张小虞.汽车工程手册[M].北京：人民交通出版社，200l.
[3]周昌玉 贺小华 《有限元分析的基本方法及工程应用》 化学工业出版社2006.