《汽车底盘结构误用冲击强度仿真技术规范》

T/CICXXX—XXX

汽车底盘结构误用冲击强度仿真技术规范

1范围

本文件规定了汽车底盘结构误用冲击强度仿真计算相关的术语与定义、技术路线、工况以及仿真方

法及结果评价等技术要求。

本文件适用于M类车辆，其他相似类型车辆可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB3100国际单位制及应用

GB3101有关量、单位和符号的一般原则

GB/T3730.3汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸

GB/T12673汽车主要尺寸测量方法

GB/T15089机动车辆及挂车分类

GB/T33582机械产品结构有限元力学分析通用规则

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

底盘误用工况vehiclechassismisusebehavior

指车辆在一定状态下通过特殊特征路面的工况。

3.2

特征路面misusecharacteristicroad

特征路面为道路中使行驶车辆受到冲击的凸起、凹坑、路沿石特征的路面。

3.3

凸起特征roadblockcharacteristic

凸起特征为路面中减速带、方形路障特征。

3.4

凹坑特征potholecharacteristic

凹坑特征为路面中方坑、长斜坡坑、短斜坡坑特征。

3

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3.5

路沿石特征curbcharacteristic

路沿石特征为不同高度路沿特征。

4技术路线

底盘结构误用冲击强度仿真分析重点考察对象主要为底盘悬架结构，包含副车架、转向节、摆臂件、

杆系件等，其技术路线分为整车级和零部件级误用仿真。

4.1整车级误用仿真技术路线

整车级误用仿真分析通过全有限元法实现，具体见图1。

图1整车级误用仿真技术路线

4.2零部件级误用仿真技术路线

零部件级误用仿真分析通过多体动力学、有限元法等多学科协同实现，具体见图2。

图2零部件级误用仿真技术路线

5底盘误用工况

5.1车辆状态

定义车辆的载荷、行驶方向、车速、通过角度、车轮通过形式、制动操作等状态。

5.2工况定义

定义车辆状态与特征路面的组合，底盘误用工况表见表1

4

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表1底盘误用工况表

序号特征路面道路类型载荷行驶方向车速(km/h)通过角度(°)车轮通过形式制动操作

1减速带满载前进40-600双侧/单侧制动/不制动

凸起特征

2方形路障满载前进40-600双侧/单侧制动/不制动

3方坑满载前进40-600双侧/单侧制动/不制动

4凹坑特征长斜坡坑满载前进40-600双侧/单侧制动/不制动

5短斜坡坑满载前进40-600双侧/单侧制动/不制动

6路沿石双轮侧碰满载侧面10-2090--

6整车级误用仿真计算

6.1整车误用仿真计算流程

整车级误用仿真计算流程主要包括整车、路面有限元建模、模型装配、计算参数设置、提交计算、

结果后处理及撰写报告等内容，具体参见附录A中图A.1。

6.2整车建模

6.2.1建模要求

a)模型网格划分时，网格质量评判标准参见附录B：

1)悬架系统、转向系统、制动系统结构件、动力总成悬置支架建模，冲压件网格目标尺寸宜

用5mm，锻件或铸件网格目标尺寸宜用3mm；动力总成建模，对结构表面进行网格划分，定

义为刚体，并按设计值设置转动惯量和配重；

2)传动系统建模，电机或发动机输出端到车轮端的各传动结构，采用体单元建模，外表面做

一层壳单元用于接触，体单元与壳单元共节点。使用运动副连接，且需按设计值给出各运

动副的限位间隙；

3)轮胎建模，根据轮胎的结构参数（轮辋名义直径、轮胎断面宽度以及轮胎扁平率）进行轮

胎网格模型的建立，轮胎网格与轮辋的顶部网格形成封闭腔体，使用该腔体建立气囊模型。

依据轮胎的性能试验数据，使用轮胎及车轮系统有限元模型，对轮胎各部分的参数（厚度、

材料参数）进行辨识；

4)衬套采用梁单元建模，弹簧及限位块采用弹簧单元建模，减振器采用阻尼单元建模，并构

建材料局部坐标系；

5)球铰建模，一是采用运动副单元进行简化建模，二是采用实际模型进行连接关系建模；

6)轴承建模，采用旋转运动副；

7)特征路面建模，采用刚体，特征路面模型X方向前后水平路面长度应至少按2倍车长的尺寸

进行建模，特征路面模型Y方向宽度宜为3m。

8)车辆上装载的其他系统，如电器、车身附件、内外饰及动力附件等系统均以质量点配重。

b)模型材料属性设置时，参数要求如下：

1)材料力学曲线为多速率下的应力应变曲线，并定义材料断裂；

2)衬套刚度曲线包含线性段和非线性段，非线性段到截止位置；

3)减振器阻尼曲线为0-7m/s速率对应的曲线；

6.2.2其他要求

5

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a)整车模型装配后对模型的弹性元件刚度、材料参数、重量、惯量及连接情况进行检查。

b)整车模型调试包含整车计算重量，质心位置，质量增加，接触穿透，运动姿态，初始动能，内

能，滑移能，沙漏能，总能量，各能量变化需平滑，不能有较大波动。试算通过后，且计算一

段时间，查看动画是否有零件飞出，异常变形，连接部位摆动或抖动等异常运动。

c)轮胎模型，需校核垂直、侧向和纵向三个方向的刚度；

6.3整车误用仿真计算要求

a)根据不同的特征路面长度和工况速度，布置车辆前轮与特征路面之间的距离；

b)模型内部的自接触摩擦系数宜用0.2-0.3；轮胎与地面的摩擦系数宜用0.7-0.8;厚度干涉检查系

数宜用0.7;动画宜用2.5ms输出一帧，曲线宜用0.1ms输出一点;

c)用于平衡过程的全局阻尼设置范围宜用8-12，且平衡过程的全局阻尼只作用在Z向，平衡完成之

后，需要取消全局阻尼;

d)用于运动副建立使用的坐标系，宜用随动坐标系；

e)球铰的限位需要设计输入，如无设计输入，范围宜用20±5°;

f)计算过程的质量缩放比例不超过总质量的5%，对悬架系统中运动的零部件需要单独进行质量缩

放的管控，其质量缩放的目标不超过3%，沙漏能控制在5%以内；

g)仿真过程中需进行错误及异常调试，异常主要包括能量异常、沙漏及负体积等；错误包括连接

错误、接触错误、材料参数错误、ID冲突等。

6.4整车误用仿真结果输出

结果输出包括等效塑性应变曲线、加速度曲线、位移曲线、悬架运动动画、轮胎力曲线、接头力曲

线、能量曲线等。

7零部件级误用仿真计算

7.1零部件误用仿真计算流程

零部件级误用仿真计算流程主要包括多体动力学建模、载荷分解、零部件有限元建模、边界条件设

置、提交计算、结果后处理及撰写报告等内容，具体参见附录A中图A.2。

7.2零部件建模

7.2.1建模要求

a)建模时需考虑结构中的螺栓预紧、球头预紧、球销过盈、钢套过盈等建模要素，并构建材料局部

坐标系。

b)衬套建模时需考虑衬套刚度、衬套过盈、衬套内管与结构的间隙、衬套外管模型等要素，保证衬

套连接位置与设计状态一致。

c)前副车架如果以螺栓连接到车身，则需考虑车身刚度对结果的影响，需要截取部分车身结构参与

计算，位置截取到B柱附近。

d)其他零部件建模及材料输入要求可参考6.2.1。

7.2.2其他要求

a)零部件仿真初始状态需与设计状态保持一致。

b)通过多体动力学模型载荷分解获取零部件级误用仿真分析的输入载荷。

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c)对零部件进行约束设置时，采用局部约束法，并保证约束支反力与多体动力学分解载荷一致。

d)对零部件进行加载时，根据实际承载情况进行判断，在各接附点加载零部件局部坐标系下相应

方向的载荷。

e)转向拉杆、控制臂等结构在受压缩时，需增加对结构件最大承载力值的评价。

7.3零部件误用仿真结果输出

结果输出包括结构的最大承载力值、等效塑性应变量、残余变形量等。

8仿真结果评价

a)结构的等效塑性应变采用材料延伸率的某一百分比值评价；

b)零部件仿真分析中结构残余变形量采用卸载后的位移值评价；

c)零部件仿真分析中转向拉杆、控制臂等结构件最大承载力值需控制在一定范围内。

9仿真分析报告

9.1报告一般要求

对分析任务进行背景介绍，并说明本报告分析的内容及拟关注的分析结果。根据分析对象及分析内

容，填写分析报告的名称、编号、报告编写人员信息。

9.2仿真分析模型

描述整车尺寸、悬架形式、轮胎型号、重量、轴荷、质心等信息。记录仿真分析模型应对的数据版

本、数据来源等信息。

9.3仿真分析软、硬件

记录仿真软件的官方名称、软件类型、版本等信息，硬件设备的处理器、内存、存储等信息。

9.4仿真分析过程

对车辆建模信息、材料参数、接触设置、模型装配、分析工况、边界条件、计算参数设置、求解方

法等关键内容逐个进行必要的说明。

9.5分析结果与结论

按6.4和7.3要求输出相应的结果，根据仿真后处理结果，总结分析结论。

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附录A

（规范性附录）

仿真分析流程

A.1整车级

整车级误用仿真分析流程见图A.1。

A.1整车级误用仿真分析流程

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A.2零部件级

零部件级误用仿真分析流程见图A.2。

图A.2零部件级误用仿真分析流程

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附录B

（规范性附录）

网格质量评价标准

表B网格质量评价标准推荐值

网格类型评价项推荐值

翘曲度不大于15°

最小单元尺寸不小于2mm

长宽比不大于8

三角形单元最小内角不小于15°

面网格

三角形单元最大内角不大于140°

四边形单元最小内角不小于30°

四边形单元最大内角不大于140°

雅可比不小于0.6

最小单元尺寸不小于1mm

雅可比不小于0.5

六面体

翘曲度不大于15°

长宽比不大于8

最小单元尺寸不小于1mm

四面体偏斜度不大于60°

坍塌比不小于0.1

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《汽车底盘结构误用冲击强度仿真技术规范》团体

标准征求意见稿编制说明

一、项目来源

1.1项目背景

国家“十四五”规划全面推动高质量发展：执行国家质量强国、

品牌向上战略，旨在提升汽车产品的品质和质量安全，提升企业品牌

价值；执行“走出去”，战略，加大海外销售，对标国外头部主机厂

的开发流程和标准，并在此基础上更进一步；基于上述要求，我们需

要不断完善和提升相关开发标准。

目前，基于新能源汽车自身固有特点和中国实际情况，客观上需

要在开发端解决底盘结构在特定冲击工况下的质量安全问题。

（1）新能源汽车自身固有特点：重量增大，质心降低；低扁平

比轮胎大量使用；铝合金材料在底盘上大量应用；上述特点增加了底

盘结构强度风险。

（2）道路状况：我国公路总里程535万公里，其中高速公路17.7

万公里，整体优良路的占比达到84％。常见路面因过载、恶劣天气

导致的损坏问题，维护不及时问题，在许多一二三线城市坏路、破路

普遍存在。

（3）驾驶行为：驾驶员应对特殊路况不能提前预判或错误的应

急行为。如以较高车速通过坑、深踩制动过减速带及路沿石等障碍物。

目前，中国汽车行业和厂商缺失针对汽车底盘冲击强度的研发体

系和标准，行业端无技术标准指导。行业在整车开发过程中未考虑误

用冲击类的特殊工况，或者开发设计标准要求较低。因此,行业端急

需补缺该领域开发标准，建立整车结构在更为严苛的误用工况下的开

发标准，以满足更高的整车性能和质量安全要求。

2023年9月，中国汽车工程研究院股份有限公司向中国工业合

作协会提出汽车底盘结构误用冲击强度仿真技术规范团体标准编制

需求，经标准立项申请、专家评审、立项审查及公示后，于2023年

11月通过中国工业合作协会批复启动《汽车底盘结构误用冲击强度

仿真技术规范》团体标准研制计划。

1.2主要起草单位

（1）标准牵头单位：中国汽车工程研究院股份有限公司，负责

标准牵头起草工作。

（2）标准参编单位：中国第一汽车集团有限公司、重庆赛力斯

新能源汽车设计院有限公司、华为智能汽车解决方案BU、宁德时代

（上海）智能科技有限公司、江铃汽车股份有限公司、中信戴卡股份

有限公司、东风汽车集团有限公司、广州汽车集团股份有限公司、东

风柳州汽车有限公司、合众新能源汽车股份有限公司、万向钱潮股份

公司、弗迪科技有限公司、达索析统（上海）信息技术有限公司、云

翼超算（北京）软件科技有限公司

二、标准名称变更

无

三、标准编写的目的、意义

本标准拟建立整车底盘结构在更严苛恶劣的误用工况下的冲击

强度的系统性仿真方法，以此建立及完善主机厂整车底盘结构强度性

能的开发流程，促进产品开发端底盘系统级关键零部件性能提升，引

领行业高质量发展，填补该领域的空白。

四、主要工作过程

2023年11月本标准立项获批，中国汽研牵头成立团体标准起草

组，制定工作实施计划，开展标准编制工作。

标准编制工作实施进展如下：

序号阶段时间节点标准工作内容

拟定标准草案、提交《中国工合标准立项申

1提案2023.09-10

请表》和《立项说明书》

2立项2023.11召开立项论证会、审议会并公示

标准工作启动会

技术验证

32024.01-09标准草案初版讨论会

&起草

标准草案讨论会

征求

42024.10提交标准征求意见稿、编制说明

意见

五、标准编制原则

本标准旨在引导汽车行业建立整车底盘结构在更严苛恶劣的误

用工况下的冲击强度的仿真方法，以此建立及完善主机厂整车底盘结

构强度性能的开发流程。

5.1适用性原则

本标准应用范围为M类车辆，适用于传统车辆、新能源车辆底盘

误用性能仿真计算和评估，其他相似类型车辆可参照执行。

5.2准确性原则

本标准规定了汽车底盘结构误用冲击强度仿真计算的技术路线、

误用工况、仿真建模计算方法、结果评价等技术要求。保证汽车底盘

结构误用冲击强度性能仿真评价的真实性、准确性，以满足汽车行业

实际使用需要为原则，提高标准的可操作性。

5.3指导性原则

本标准严格遵守协会标准管理办法的有关程序和规定，确保标准

的客观、科学、严谨，切实起到促进产品开发端底盘关键零部件性能

提升的作用。

六、标准主要内容

本标准规定了汽车底盘结构误用冲击强度仿真计算相关的术语

与定义、技术路线、工况以及仿真方法及结果评价等技术要求。主要

包括整车底盘结构基于误用工况的冲击强度仿真建模、计算、后处理、

报告的相关内容。

6.1标准适用范围

本标准适用于M类乘用车，其他类型车辆可参照执行。

6.2标准内容框架

主要的技术内容包括适用范围、规范性引用文件、术语和定义、

技术路线、底盘误用工况、整车级误用仿真计算、零部件级误用仿真

计算、仿真结果评价、仿真分析报告。

七、重大意见分歧的处理经过和依据

无

八、采标情况

无

九、与现行法律、法规和强制性国家标准的关系

本标准内容符合现行法律、法规、政策要求。

本标准的要求满足其他相关强制性标准要求，与现行法律、法规、

规章及标准保持协调一致，在标准体系中的位置属于团体标准。

十、宣贯及实施建议

主机厂及零部件厂商均可采用本标准中规定的技术路线、工况等

仿真技术方法，进行整车底盘结构的误用冲击强度仿真验证。

本标准提交中国工业合作协会向行业推荐；通过国内外相关会议、

论坛、讲座、赛事活动介绍和推荐；通过相关仿真软件公司向行业及

汽车企业介绍和推荐；通过上述行业宣贯推广，努力将该标准应用于

国内汽车企业的整车开发流程中，以提升整车性能与质量，该标准在

应用中不断迭代与更新。

十一、其他应予说明的事项

无

《汽车底盘结构误用冲击强度仿真技术规范》团体标准起草组

2024年09月26日

ICS点击此处添加ICS号

CCS点击此处添加CCS号

团体标准

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汽车底盘结构误用冲击强度仿真技术规范

Theimpactstrengthsimulationtechnicalspecificationofvehiclechassismisusebehavior

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国工业合作协会发布

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汽车底盘结构误用冲击强度仿真技术规范

1范围

本文件规定了汽车底盘结构误用冲击强度仿真计算相关的术语与定义、技术路线、工况以及仿真方

法及结果评价等技术要求。

本文件适用于M类车辆，其他相似类型车辆可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB3100国际单位制及应用

GB3101有关量、单位和符号的一般原则

GB/T3730.3汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸

GB/T12673汽车主要尺寸测量方法

GB/T15089机动车辆及挂车分类

GB/T33582机械产品结构有限元力学分析通用规则

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

底盘误用工况vehiclechassismisusebehavior

指车辆在一定状态下通过特殊特征路面的工况。

3.2

特征路面misusecharacteristicroad

特征路面为道路中使行驶车辆受到冲击的凸起、凹坑、路沿石特征的路面。

3.3

凸起特征roadblockcharacteristic

凸起特征为路面中减速带、方形路障特征。

3.4

凹坑特征potholecharacteristic

凹坑特征为路面中方坑、长斜坡坑、短斜坡坑特征。

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3.5

路沿石特征curbcharacteristic

路沿石特征为不同高度路沿特征。

4技术路线

底盘结构误用冲击强度仿真分析重点考察对象主要为底盘悬架结构，包含副车架、转向节、摆臂件、

杆系件等，其技术路线分为整车级和零部件级误用仿真。

4.1整车级误用仿真技术路线

整车级误用仿真分析通过全有限元法实现，具体见图1。

图1整车级误用仿真技术路线

4.2零部件级误用仿真技术路线

零部件级误用仿真分析通过多体动力学、有限元法等多学科协同实现，具体见图2。

图2零部件级误用仿真技术路线

5底盘误用工况

5.1车辆状态

定义车辆的载荷、行驶方向、车速、通过角度、车轮通过形式、制动操作等状态。

5.2工况定义

定义车辆状态与特征路面的组合，底盘误用工况表见表1

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表1底盘误用工况表

序号特征路面道路类型载荷行驶方向车速(km/h)通过角度(°)车轮通过形式制动操作

1减速带满载前进40-600双侧/单侧制动/不制动

凸起特征

2方形路障满载前进40-600双侧/单侧制动/不制动

3方坑满载前进40-60