车身的刚度分析方法与流程

本发明涉及车身(automotive body)的刚度分析(stiffness analysis)方法，特别是涉及考虑在汽车(automobile)的行驶状态(driving condition)下作用的惯性力(inertia force)的影响来进行车身骨架(automotive body structure)的刚度分析的车身的刚度分析方法。

背景技术：

近年来，在汽车工业中，出于环境问题的原因，发展了车身的轻量化(weight reduction of automotive body)，在车身的设计中，CAE分析(computer aided engineering analysis)成为不可或缺的技术。在该CAE分析中，实施刚度分析、碰撞分析(crashworthiness analysis)、振动分析(vibration analysis)等，很大程度上有助于车身性能(performance of automotive body)的提高。并且，已得知不仅通过CAE分析评价车身性能，还使用在该CAE分析中获得的分析结果来进行数理优化(mathematical optimization)、板厚优化(thickness optimization)、形状优化(shape optimization)、拓扑优化(topology optimization)等优化分析，实现各种车身性能的提高、车身的轻量化。例如在专利文献1中公开了一种通过数值分析(numerical analysis)评价行驶状态下的车辆(automotive)的刚度的刚度评价辅助(support for stiffnessevaluation)方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5203851号公报

技术实现要素：

发明将要解决的课题

在考虑车辆正在实际行驶的状态的情况下，例如在因车道变换(lane change)等导致车身行为(behavior on automotive body)变化时，对配设于离开车辆中心位置的位置的装备品(fittings)或者盖组件(lid component)作用的惯性力给车身骨架的变形带来较大的影响。这是因为，即使是装备品或者盖组件，将多个部件组合而成的构成部件(assembly)(ASSY)的质量(mass)有时成为10kg以上，对于质量约为100～300kg的车身骨架来说可以忽略。因此，在评价车身骨架的性能时，期望以考虑实际的行驶时作用于装备品或者盖组件的惯性力的状态来评价。此外，在本发明中，装备品为发动机(engine)、变速器(transmission)、座椅(sheet)等的通称，盖组件为车门(door)、行李箱(trunk)、车盖(hood)等的通称。

这里，专利文献1所公开的车辆的刚度评价辅助方法用来评价车身被减震器(shock absorber)、柔软的衬套(bush)支承的、自由支承状态下的车辆的刚度的，该车辆配设有装备品、盖组件。

然而，一般来说，在车身骨架的设计初期阶段中，车辆的外观、图形设计已被决定，很大程度上影响车辆的外观、图形设计的盖组件、装备品大多在设计后期阶段被最终决定。因此，在装备品、盖组件的形状被决定之前的阶段中，难以通过专利文献1所公开的车辆的刚度评价辅助方法考虑实际的行驶状态下作用于装备品、盖组件的惯性力地评价车身骨架的性能。

并且，即使在设计后期阶段最终决定装备品、盖组件时，以配设了装备品、盖组件的车辆(整体(full body))为对象进行CAE分析来评价车身骨架的性能，也没有富余时间从这里再追溯到修改车身骨架的设计。因此，以往，只有通过以车身骨架为对象的CAE分析来进行车身骨架的性能评价以及设计。

本发明为了解决所述的课题而完成，目的在于提供如下一种车身的刚度分析方法：在汽车的车身骨架模型中，即使在决定装备品或者盖组件之前，也能够通过取代这些装备品或者盖组件而设定相当于它们的质量，从而考虑汽车的行驶时作用的惯性力来高精度地进行刚度分析。

用于解决课题的手段

为了解决所述课题并实现目的，本发明的车身的刚度分析方法使用汽车的车身骨架模型，由计算机进行刚度分析，该汽车的车身骨架模型具有将装备品或者盖组件固定或者连结的固定连结部，并使用平面要素(shellel ements)或者立体要素(solidel ements)的至少一方而构成，包含如下步骤：质量设定车身骨架模型生成步骤，在装备品或者盖组件固定或者连结于所述车身骨架模型的固定连结部的区域内的规定位置，设定与所述装备品或者盖组件的质量相当的质量，生成质量设定车身骨架模型；刚度分析步骤，关于所述质量设定车身骨架模型，考虑所述汽车行驶时作用的惯性力进行刚度分析。

本发明的车身的刚度分析方法的特征在于，在所述发明中，将所述质量设定车身骨架模型生成步骤中的所述规定位置设定于将所述固定连结部连结的直线上或曲线上。

本发明的车身的刚度分析方法的特征在于，在所述发明中，在所述装备品或者盖组件是旋转可动的旋转可动部件的情况下，将所述规定位置设定于除了所述装备品或者盖组件旋转可动时的旋转可动中心轴上之外的位置。

本发明的车身的刚度分析方法的特征在于，在所述发明中，将所述质量设定车身骨架模型生成步骤中的所述规定位置设定于由连结所述固定连结部的直线包围的、除了所述直线的线上之外的平面上，或者由连结所述固定连结部的曲线包围的、除了所述曲线的线上之外的曲面上。

本发明的车身的刚度分析方法的特征在于，在所述发明中，在所述质量设定车身骨架模型生成步骤中，使用质量要素(masselements)、将所述质量要素与所述固定连结部连接的刚体要素，设定与所述装备品或者盖组件的质量相当的质量。

本发明的车身的刚度分析方法的特征在于，在所述发明中，在所述质量设定车身骨架模型生成步骤中，使用质量要素与张力要素(beam elements)设定与所述装备品或者盖组件的质量相当的质量，所述质量要素与张力要素所具有的质量之和相当于固定或者连结于所述固定连结部的装备品或者盖组件的质量。

本发明的车身的刚度分析方法的特征在于，在所述发明中，在所述质量设定车身骨架模型生成步骤中，使用具有与所述装备品或者盖组件的质量相当的质量的张力要素，设定与所述装备品或者盖组件的质量相当的质量。

发明效果

本发明在具有将装备品或者盖组件固定或者连结的固定连结部、使用平面要素或者立体要素的至少一方而构成的汽车的车身骨架模型中，包含在装备品或者盖组件固定或者连结于车身骨架模型的固定连结部的区域内的规定位置设定与装备品或者盖组件的质量相当的质量而生成质量设定车身骨架模型的质量设定车身骨架模型生成步骤、关于质量设定车身骨架模型考虑汽车行驶时作用的惯性力进行刚度分析的刚度分析步骤，从而能够考虑汽车行驶时作用于装备品或者盖组件的惯性力地评价车身骨架的刚度。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的车身的刚度分析方法的处理的流程的流程图。

图2是对在本发明的实施方式的车身的刚度分析方法中使用的车身骨架模型进行说明的说明图。

图3是对在本发明的实施方式的车身的刚度分析方法中作为分析对象的质量设定车身骨架模型进行说明的说明图。

图4是表示实施本发明的实施方式的车身的刚度分析方法的刚度分析装置的构成的框图。

图5是对在本发明的实施方式的车身的刚度分析方法的质量设定车身骨架模型生成步骤中、设定质量的规定位置进行说明的说明图。

图6是对在本发明的实施方式的车身的刚度分析方法的质量设定车身骨架模型生成步骤中、设定质量的质量设定车身骨架模型进行说明的说明图。

图7是对本发明的实施方式的车身的刚度分析方法的质量设定车身骨架模型生成步骤中的质量的设定方法进行说明的说明图。

图8是对本发明的实施例之中、车身的静态扭转(static torsion)的刚度分析中的负载限制(load and constraint)条件进行说明的说明图。

图9是表示在本发明的实施例中通过车身的静态扭转的刚度分析获得的、负载方向的位移(displacement)的结果的图。

图10是表示在本发明的实施例中通过车身的静态扭转的刚度分析获得的、本发明例以及比较例的平均扭转刚度以及刚度变化率(changing rate of stiffness)的结果的图。

图11是对在本发明的实施例中、设想了车道变换的负载条件(负载条件)进行说明的说明图。

图12是对在本发明的实施例中、设想了车道变换的刚度分析中的负载点的位移以及刚度变化率的结果的图。

图13是对在本发明的实施例中对车身的前侧(front side of automotive body)赋予的负载条件进行说明的图。

图14是表示在本发明的实施例中对车身的前侧赋予的各负载条件下的负载方向的位移的结果的图。

图15是表示在本发明的实施例中对车身的前侧赋予的各负载条件下的刚度变化率的结果的图。

图16是表示在本发明的实施例中对车身的前侧赋予的各负载条件下的、本发明例与比较例2之间的刚度值以及刚度变化率的相关性的图。

图17是对在本发明的实施例中对车身的后侧(rear side of automotive body)赋予的负载条件进行说明图。

图18是表示在本发明的实施例中对车身的后侧赋予的各负载条件下的负载方向的位移的结果的图。

图19是表示在本发明的实施例中对车身的后侧赋予的各负载条件下的刚度变化率的结果的图。

图20是表示在本发明的实施例中对车身的后侧赋予的各负载条件下的、本发明例与比较例2之间的刚度值以及刚度变化率的相关性的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。本实施方式的车身的刚度分析方法对于具有将装备品或者盖组件固定或者连结的固定连结部3、并使用平面要素或者立体要素的至少一方而构成的汽车的车身骨架模型1(参照图2)，以设定与所述装备品或者盖组件相当的质量生成的质量设定车身骨架模型21(参照图3)为分析对象进行刚度分析。本实施方式的车身的刚度分析方法能够使用如图4所示的框图那样构成的车身的刚度分析装置41(以下，简称为“刚度分析装置”)进行。以下，在对本发明中作为对象的车身骨架模型1以及刚度分析装置41的各构成说明之后，对本实施方式的车身的刚度分析方法中的各步骤进行说明。

＜车身骨架模型＞

如图2所示，本发明中使用的车身骨架模型1仅由底盘等骨架部件(structural parts)构成，具有将装备品或者盖组件固定或者连结的固定连结部3。车身骨架模型1使用平面要素或者立体要素的至少一方而构成，其要素信息等储存于车身骨架模型文件60(参照图4)。

作为车身骨架模型1所具有的固定连结部3，如图2中示出一个例子那样，可列举将旋转车门(revolving door)固定或者连结的上侧的铰链(hinge)3a、下侧的铰链3b、撞板(striker)3c等。其中，固定连结部3并不限定于这些，也包含固定发动机的发动机安装件(engine mount)等用于固定装备品的部件、将除旋转车门以外的滑动车门(slide door)、发动机罩(bonnet)等这类盖组件固定或者连结的部件。

＜分析装置＞

本实施方式的车身的刚度分析方法所使用的刚度分析装置41是以图3中示出一个例子的质量设定车身骨架模型21为分析对象进行刚度分析的装置，由PC(个人计算机(personal computer))等计算机构成。如图4所示，刚度分析装置41具有显示装置(display device)43、输入装置(input device)45、存储装置47、作业用数据存储器49(working data memory)、运算处理部(arithmetic processing unit)50。另外，在运算处理部50连接有显示装置43、输入装置45、存储装置47以及作业用数据存储器49，通过运算处理部50的指令执行各功能。

<显示装置>

显示装置43使用于计算结果的显示等，由液晶监视器(LCD monitor)等构成。

<输入装置>

输入装置45使用于操作者对车身骨架模型1、质量设定车身骨架模型21的显示指示、分析条件的输入等，由键盘(keyboard)、鼠标(mouse)等构成。

<存储装置>

存储装置47使用于文件(file)的存储等由，硬盘(hard disk)等构成。另外，存储装置47至少储存车身骨架模型文件60等各种文件、运算处理部50所执行的程序(program)等。

<作业用数据存储器>

作业用数据存储器49使用于运算处理部50中使用的数据的暂时保存、运算等，由RAM(random access memory)等构成。

<运算处理部>

运算处理部50由PC等CPU(中央运算处理装置(central processing unit))构成，具备质量设定车身骨架模型生成部51和刚度分析部53。所述各部通过由CPU执行规定的程序来实现。以下，基于图4详细地说明运算处理部50内的各部的构成。

<质量设定车身骨架模型生成部>

质量设定车身骨架模型生成部51在装备品或者盖组件固定或者连结于车身骨架模型1的固定连结部3的区域内的规定位置，设定相当于所述装备品或者盖组件的质量的质量而生成质量设定车身骨架模型21。

<刚度分析部>

刚度分析部53对利用质量设定车身骨架模型生成部51在车身骨架模型1设定质量而生成的质量设定车身骨架模型21，考虑汽车行驶时作用的惯性力地进行刚度分析。

＜车身刚度分析方法＞

如图1所示，本实施方式的车身的刚度分析方法包含在车身骨架模型1设定相当于装备品或者盖组件的质量的质量设定车身骨架模型生成步骤S1、考虑汽车行驶时作用的惯性力地进行刚度分析的刚度分析步骤S3。以下，对各步骤进行说明。此外，各步骤都通过操作人员(operator)的指示由计算机执行。

<质量设定车身骨架模型生成步骤>

质量设定车身骨架模型生成步骤S1为如下步骤：在装备品或者盖组件固定或者连结于车身骨架模型1的固定连结部3的区域内的规定位置，设定相当于所述装备品或者盖组件的质量的质量，生成质量设定车身骨架模型21。该质量设定车身骨架模型生成步骤S1由刚度分析装置41的质量设定车身骨架模型生成部51进行。

在质量设定车身骨架模型生成步骤S1中，如图5所示那样在装备品或者盖组件所固定或者连结的区域内的规定位置设定质量要素11，从而能够设定相当于装备品或者盖组件的质量的质量。

如图5所示，即，设定质量要素11的规定位置设定在将多个固定连结部3(铰链3a以及撞板3c、铰链3b以及撞板3c、铰链3a以及铰链3b)连结的直线L上(参照图5(a))，或沿安装了盖组件等的车身的形状连结固定连结部3的曲线上。

如图2所示，在装备品或者盖组件如旋转车门那样旋转可动的旋转可动部件中，旋转车门旋转可动时的旋转可动中心轴位于将旋转车门的铰链3a与铰链3b连结的线上。而且，该旋转可动中心轴位于与旋转车门固定或者连结于车身骨架模型1的区域的边界大致相同的位置。

与此相对，将旋转车门的铰链3a与撞板3c连结的直线、将铰链3b与撞板3c连结的直线，位于旋转车门固定或者连结于车身骨架模型1的区域的内部。

在将相当于所述装备品或者盖组件的质量设定于车身骨架模型1时，出于在后述的刚度分析步骤S3中考虑作用于装备品或者盖组件的惯性力这方面，优选的是设定于车身骨架模型1中比装备品或者盖组件所固定或者连结的区域的边界靠内部的位置。因此，期望将设定相当于装备品或者盖组件的质量的规定位置，设定在将多个固定连结部3连结的直线L的线上或者曲线的线上中的、除了装备品或者盖组件进行旋转可动时的旋转可动中心轴上的位置。

并且，设定相当于装备品或者盖组件的质量的规定位置并不限定于直线L的线上或曲线的线上，也可以设定于由直线L包围的平面P上(参照图5(b))或由曲线包围的曲面上(省略图示)。

这里，直线L或者曲线是平面P或者曲面的边界，因此期望在该边界的内侧设定相当于装备品或者盖组件的质量。因此，更优选的是将设定相当于装备品或者盖组件的质量的规定位置，设定于由直线L包围的平面P上(其中，除了直线L的线上之外)，或设定于由曲线包围的曲面上(其中，除了曲线的线上之外)。

另外，在装备品以4点的固定连结部3固定或者连结的情况下，优选的是以2条直线相互交叉的方式用直线连结固定连结部3，并在该直线上设定质量要素11。在这种情况下，固定连结部3也可以结合车身所具有的曲率(curvature)而用曲线连接，并在该曲线上设定质量要素11。

这里，在质量设定车身骨架模型生成步骤S1中，作为将质量设定于所述规定位置的具体的质量设定方法，例如，可列举以下的(1)、(2)以及(3)。

(1)在规定位置设定具有与装备品或者盖组件的质量相当的质量的质量要素11，使用刚体要素15连接质量要素11与固定连结部3(参照图6(a)、(b))。这里，图6(a)是在连结固定连结部3的直线L的中心上设定一个质量要素11的例子，但也可以如图6(b)所示，在均等地分割直线L的点上设定多个质量要素11。在这样设定多个质量要素11的情况下，以各质量要素11的质量的总和相当于装备品或者盖组件的质量的方式决定各质量要素11的质量即可。

(2)在规定位置设定具有与装备品或者盖组件的质量相当的质量的质量要素11，使用张力要素17连接质量要素11与固定连结部3(参照图7(a))。在该情况下，质量要素11与张力要素17分别具有的质量的和被设定为与固定或者连结于固定连结部3的装备品或者盖组件的质量相当。

张力要素17的质量由作为张力要素17的剖面特性(cross-sectional property)被赋予的剖面积(cross-sectional area)、作为材料特性(material property)被赋予的材料密度(material density)确定。张力要素17的剖面积例如通过赋予张力要素17的半径(radius)而被决定。

并且，在后述的刚度分析步骤S3中，需要将为了将作用于质量要素11以及张力要素17的惯性力所带来的负载传递到质量设定车身骨架模型21所需的剖面特性以及材料特性，适当地设定于张力要素17。

此外，张力要素17虽然是线状的要素，但只要能够传递作用于该要素的轴向的拉伸负载(tensile load)以及压缩负载(compressive load)，则也可以是杆要素(rod elements)(棒要素)。该杆要素的质量与张力要素17相同，通过作为剖面特性被赋予的剖面积(或者半径)、作为材料特性被赋予的材料密度来决定。

(3)使用具有与装备品或者盖组件的质量相当的质量的张力要素17来设定(参照图7(b))。在该情况下，张力要素17的质量由作为张力要素17的剖面特性被赋予的剖面积、作为材料特性被赋予的材料密度来决定。而且，张力要素17的剖面积例如通过赋予张力要素17的半径来决定。

<刚度分析步骤>

刚度分析步骤S3是如下步骤：关于在质量设定车身骨架模型生成步骤S1中被设定了质量的质量设定车身骨架模型21或者质量设定车身骨架模型23(参照图6)，考虑汽车的行驶时作用的惯性力来进行刚度分析。在刚度分析步骤S3中，在进行刚度分析时，作为分析条件，对质量设定车身骨架模型21或者质量设定车身骨架模型23设定负载条件(负载限制条件)。另外，使用惯性释放法(inertia relief method)考虑汽车的行驶时作用的惯性力。

这里，惯性释放法是如下分析方法：在以成为惯性力的坐标的基准的支承点支承物体的状态(自由支承状态)下，从作用于等加速度运动(uniformly-accelerated motion)中的物体的力求出应力(stress)、变形(strain)，使用于运动中的飞机、船的静态分析(static analysis)(参照专利文献1)。

这样，通过在刚度分析步骤S3中执行刚度分析，能够获得质量设定车身骨架模型21中的位移、应力等结果，进而能够从其结果中计算出质量设定车身骨架模型21的刚度。

实施例

以下，对确认了本发明的效果的实施例进行说明。在本实施例中，对在图2所示的车身骨架模型1的固定连结部3固定或者连结作为盖组件的旋转车门构成部件的区域内的规定位置，以设定了与该旋转车门构成部件相当的质量的质量设定车身骨架模型为分析对象，进行了刚度分析。

在本实施例中，车身骨架模型1的质量约为300kg，设定于车身骨架模型1的旋转车门构成部件的质量的每一个为10kg。因此，作为发明例，以在将车身骨架模型1中的上侧的铰链3a与撞板3c连结的直线上均等地配置10个质量要素11，并利用刚体要素15连接该质量要素11、铰链3a以及撞板3c而成的质量设定车身骨架模型23(参照图6(b))作为分析对象。然后，以使质量要素11的质量的总和成为旋转车门构成部件的质量的方式，设定了各质量要素11的质量(＝1kg)(本发明例)。

另一方面，作为比较例，对于不设定与旋转车门构成部件相当的质量而仅以车身骨架模型1作为分析对象的情况(比较例1)、以在车身骨架模型1中组合了旋转车门构成部件模型而成的车身模型(省略图示)作为分析对象的情况(比较例2)，也进行了刚度分析。

在本实施例中，首先，以静态扭转为对象进行刚度分析，研究了设定于质量设定车身骨架模型23的质量的影响。图8中示出负载限制条件。负载点(参照图8的A)是车身的前悬架(front suspension)安装位置，被赋予了铅垂朝上的负载(＝1000N)。另一方面，限制点(constraint point)设为车身的前悬架安装位置(参照图8的B)以及车身的后悬架安装位置(参照图8的C以及D)。

静态扭转中的刚度由如以下那样求出的平均扭转刚度评价。首先，以将车身的后侧的副框架(sub-frame)安装位置(参照图8的C以及D)连结的直线为基准(角度0度)，将对负载点(参照图8的A)赋予负载时从车身前方侧观察到的车身的倾斜角度在车身前后方向上取平均值，从而求出平均倾斜角度。然后，用对所述负载点赋予的负载除以平均倾斜角度，求出平均扭转刚度求。

图9中示出本发明例中的质量设定车身骨架模型23的负载方向的位移的结果。另外，图10中示出根据由刚度分析的结果获得的位移求出的平均扭转刚度以及刚度变化率。这里，刚度变化率是以车身骨架模型1的刚度(参照比较例1)为基准求出的平均扭转刚度的相对变化。本发明例中的刚度变化率例如能够通过下述式(1)求出。

刚度变化率(％)＝(本发明例的平均扭转刚度－比较例1的平均扭转刚度)/比较例1的平均扭转刚度×100···(1)

在以静态扭转为对象的刚度分析中，由于设定了限制点作为负载限制条件，因此质量要素11或者旋转车门构成部件未被作用惯性力。因此，本发明例以及比较例2都成为与以车身骨架模型1为分析对象的比较例1大致相同的平均扭转刚度的结果，刚度变化率也微小。

接下来，在本实施例中，进行设想了处于行驶状态的汽车的刚度分析，对惯性力给车身的刚度带来的影响进行了验证。这里，设想处于行驶状态的汽车进行车道变换的情况，如图11所示，在车身的后侧的副框架安装位置设定了4处负载点(参照图11的“RH前”、“LH前”、“RH后”、“LH后”)。然后，在各负载点的车宽方向上赋予1000N的负载而进行刚度分析，求出该负载除以各负载点的位移而得的值作为车身的刚度。

在本实施例中，与所述静态扭转相同，对设定了与旋转车门构成部件的质量相当的质量的情况(本发明例)、仅以车身骨架模型1为分析对象的情况(比较例1)、将组合了旋转车门构成部件模型而得的车身模型作为分析对象的情况(比较例2)进行了研究。

图12中示出本发明例、比较例1以及比较例2中的位移以及刚度变化率的结果。这里，刚度变化率与所述静态扭转中的刚度变化率相同，以将车身骨架模型1作为分析对象求出的刚度(比较例1)，作为基准而求出。

在本发明例中，对具有与旋转车门构成部件的质量相当的质量的质量要素11作用惯性力，该惯性力经由刚体要素15向质量设定车身骨架模型23传递。因此，与未考虑旋转车门构成部件的比较例1相比，本发明例的位移约变大30％(参照图12(a))，作为其结果，刚度约降低了20％(参照图12(b))。并且，本发明例示出了与原样考虑了旋转车门构成部件模型的比较例2的位移以及刚度变化率大体一致的结果。因此，可知本发明例的结果妥当。

并且，在本实施例中，对于汽车的各种行驶状态所对应的负载条件，应用了本发明的车身的刚度分析方法。这里，与对车身的前侧或者后侧赋予负载、并设想了所述静态扭转以及车道变换的刚度分析相同，对于设定与旋转车门构成部件的质量相当的质量的情况(本发明例)、仅以车身骨架模型1为分析对象的情况(比较例1)、将组合了旋转车门构成部件模型而得的车身模型作为分析对象的情况(比较例2)，使用本发明的刚度分析方法进行了刚度分析。

图13中示出对车身的前侧赋予了负载的负载条件。图13(a)所示的前弯曲(bending at two mounting position of front suspension(referred to as"front-bending"))对车身的右侧以及左侧的前悬架安装位置(参照图13(a)的“RH”以及“LH”)的双方赋予铅垂方向朝上的负载。另外，图13(b)所示的前扭转(torsion at two mounting position of front suspension(referred to as"front-torsion"))对车身的右侧以及左侧的前悬架安装位置(参照图13(b)的“RH”以及“LH”)的一方赋予铅垂方向朝上的负载，对另一方赋予铅垂方向朝下的负载。

图13(c)所示的前单轮扭转(torsion at one mounting position of front suspension(referred to as"one-side front-torsion"))对车身的右侧以及左侧的前悬架安装位置(参照图13(c)的“RH”或者“LH”)中的某一方赋予铅垂方向朝上的负载。另外，图13(d)所示的前横弯曲(lateral bending at two mounting position of front suspension(referred to as"front lateral bending"))对车身的前侧的副框架安装位置(参照图13(d)的“RH前”、“LH前”、“RH后”以及“LH后”)在车宽方向上朝左或者朝右地赋予负载。

图14中示出通过本发明例中的刚度分析获得的负载方向的位移的结果，图15中示出本发明例以及比较例2的刚度变化率。图15的横轴所示的“弯曲”以及“横弯曲”分别与图13(a)以及图13(d)所示的负载条件对应。这些刚度变化率通过用各负载点的位移除以各负载点的负载求出的刚度与比较例1的刚度之差，除以比较例1的刚度，从而以比较例1中的刚度为基准求出。

另外，图15的横轴所示的“扭转”以及“单轮扭转”分别与图13(b)以及图13(c)所示的负载条件对应，各负载条件下的刚度变化率如以下那样求出。首先，以将车身的后侧的副框架安装位置连结的直线为基准(角度0度)，在车身前后方向上将对负载点(图13的“RH”或者“LH”的至少一方)赋予负载时从车身前方侧观察到的车身的倾斜角度取平均值，从而求出平均倾斜角度。然后，将对所述负载点赋予的负载除以平均倾斜角度求出平均扭转刚度。并且，将该平均扭转刚度与比较例1的平均扭转刚度之差除以比较例1的平均扭转刚度，从而以比较例1中的平均扭转刚度为基准求出刚度变化率。

另外，图15的横轴所示的“扭转(反向)”是以与图13(b)所示的对负载点(参照“RH”以及“LH”)赋予的负载方向相反的朝向赋予了负载的情况下的结果。同样，图15的横轴所示的“横弯曲(反向)”是以与图13(d)所示的对负载点(参照“RH前”、“LH前”、“RH后”、“LH后”)赋予的负载方向向相反的朝向赋予了负载的情况下的结果。

图16中示出在图13所示的各负载条件下，在本发明例以及比较例2中获得的刚度值的相关性(参照图16(a))、在本发明例以及比较例2获得的刚度变化率的相关性(参照图16(b))。在图16中，x轴示出通过本发明例获得的刚度值或者刚度变化率，y轴示出通过比较例2获得的刚度值或者刚度变化率。

如图16所示，本发明例的刚度值以及刚度变化率都与原样地将旋转车门构成部件模型化而进行了刚度分析的比较例2的刚度值以及刚度变化率示出了几乎1：1的较高的相关性(R2＝1.000以及0.993)。通过图15以及图16，示出了本发明例在各负载条件中与原样地将旋转车门构成部件模型化了的比较例2的刚度变化率良好地一致。

接下来，在本实施例中，也对向车身的后侧赋予了负载的情况进行了刚度分析。图17中示出对车身的后侧赋予了负载的情况下的负载条件。图17(a)所示的后弯曲(bending at two mounting position of rear suspension(referred to as"rear-bending"))对车身的右侧以及左侧的后悬架安装位置(参照图17(a)的“RH”以及“LH”)的双方赋予铅垂方向朝上的负载。另外，图17(b)所示的后扭转(torsion at two mounting position of rear suspension(referred to as"rear-torsion"))对车身的右侧以及左侧的后悬架安装位置(参照图17(b)的“RH”以及“LH”)的一方赋予铅垂方向朝上的负载，对另一方赋予铅垂方向朝下的负载。

图17(c)所示的后单轮扭转(torsion at one mounting position of rear suspension(referred to as"one-side rear-torsion"))对车身的右侧以及左侧的后悬架安装位置(参照图17(c)的“RH”或者“LH”)中的某一方赋予铅垂方向朝上的负载。另外，图17(d)所示的后横弯曲(lateral bending at two mounting position of rear suspension(referred to as"rear lateral bending"))对车身的后侧的副框架安装位置(参照图17(d)的“RH前”、“LH前”、“RH后”以及“LH后”)在车宽方向上朝左或者朝右地赋予负载。

图18中示出通过本发明例中的刚度分析获得的负载方向的位移的结果，

图19中示出本发明例以及比较例2的刚度变化率。图19的横轴所示的“弯曲”以及“横弯曲”分别与图17(a)以及图17(d)所示的负载条件对应。这些刚度变化率通过各负载点的位移除以各负载点的负载求出的刚度性与比较例1的刚度之差，除以比较例1的刚度，从而以比较例1中的刚度为基准求出。

另外，图19的横轴所示的“扭转”以及“单轮扭转”分别与图17(b)以及图17(c)所示的负载条件对应，各负载条件下的刚度变化率如以下那样求出。首先，以将车身的前悬架安装位置连结的直线为基准(角度0度)，在车身前后方向上将对负载点(图17中的“RH”或者“LH”的至少一方)赋予负载时从车身前方侧观察到的车身的倾斜角度取平均值，从而求出平均倾斜角度。然后，将对所述负载点赋予的负载除以平均倾斜角度求出平均扭转刚度。并且，该平均扭转刚度与比较例1的平均扭转刚度之差除以比较例1的平均扭转刚度，从而以比较例1中的平均扭转刚度为基准求出刚度变化率。

另外，图19的横轴所示的“扭转(反向)”是以与图17(b)所示的对负载点(参照“RH”以及“LH”)赋予的负载方向相反的朝向赋予了负载的情况下的结果。同样，图19的横轴所示的“横弯曲(反向)”是以与图17(d)所示的对负载点(参照“RH前”，“LH前”，“RH后”，“LH后”)赋予的负载方向向相反的朝向赋予了负载的情况下的结果。

图20中示出在图17所示的各负载条件下，在本发明例以及比较例2中获得的刚度值的相关性(参照图20(a))、在本发明例以及比较例2获得的刚度变化率的相关性(参照图20(b))。在图20中，x轴示出通过本发明例获得的刚度值或者刚度变化率，y轴示出通过比较例2获得的刚度值或者刚度变化率。

如图20所示，本发明例的刚度值以及刚度变化率都与原样地将旋转车门构成部件模型化而进行了刚度分析的比较例2的刚度值以及刚度变化率示出了几乎1：1的较高的相关性(R2＝0.9998以及0.993)。通过图19以及图20，示出了本发明例在各负载条件中与原样地将旋转车门构成部件模型化了的比较例2良好地一致。因此，示出了本发明的刚度分析方法有效。

通过以上，本发明的车身的刚度分析方法证实了，在具有将汽车的装备品或者盖组件固定或者连结的固定连结部的汽车的车身骨架模型中，设定相当于装备品或者盖组件的质量，考虑汽车行驶时作用于所述装备品或者盖组件的惯性力而进行刚度分析，从而能够高精度地求出高行驶状态下的车身骨架的刚度。

工业上的可利用性

由于本发明能够高精度地求出行驶状态下的车身骨架的刚度，因此能够应用于车身的刚度分析。

附图标记说明

1 车身骨架模型

3 固定连结部

3a 铰链(上侧)

3b 铰链(下侧)

3c 撞板

11 质量要素

15 刚体要素

17 张力要素

21、23 质量设定车身骨架模型

41 刚度分析装置

43 显示装置

45 输入装置

47 存储装置

49 作业用数据存储器

50 运算处理部

51 质量设定车身骨架模型生成部

53 刚度分析部

60 车身骨架模型文件