[发明专利]基于结构强度变化特性的汽车结构轻量化设计方法

摘要

本发明公开了一种基于结构强度变化特性的汽车结构轻量化设计方法，步骤为：1.通过强度试验或计算确定给定载荷条件下结构的强度变化；2.结合结构的动态强度增长模型，获得结构的临界载荷；3.对结构进行结构有限元分析，计算临界载荷时对应的应力；4.减重结构应力的确定和减重设计。利用这种方法，可使结构获得有限寿命，实现根本意义上的轻量化。这种方法将结构强度试验与理论分析相结合，具有较高的可靠性和可操作性。基于这种方法，可以使结构在使用中的强度得到充分发挥。对于新设计结构，由于缺少样机进行强度试验，可以根据结构的低载强化特性对结构在试验载荷下的强度增长进行预估，进而计算出结构的临界载荷，实现汽车轻量化设计。

主权项

1.一种基于结构强度变化特性的汽车结构轻量化设计方法，其特征在于，具体的步骤如下：(1)通过强度试验或计算确定给定载荷条件下结构的强度变化量；(2)结合结构动态强度增长模型式(1)，获得结构的临界载荷：$\lg \frac{Q_b}{Q_0}=\lg \frac{p_0}{p_a}\lg \frac{n}{{10}^5},(p_a<p_0)---\left(1\right)$ 式中，结构初始静强度为Q0，结构在幅值为pa的载荷下循环加载n次后，其静强度升至Qb，p0为结构的临界载荷；(3)结构有限元分析：借助有限元分析建立结构的应力和静强度的关系，以其间接建立应力与临界载荷的关系；计算临界载荷时对应的应力并由此而得到结构静强度和疲劳强度之比，在结构轻量化设计时，维持结构疲劳强度与静强度之比不变；(4)进行减重结构应力的确定和减重设计。