企业规范分享：BIP车身前端横向弯曲刚度

BIP车身前端横向弯曲刚度分析规范

1 简介

1.1分析背景和目的

车身前端横向弯曲刚度是评价汽车性能重要标准之一，也是车身在实际使用中经常遇到的工况。前端结构给安装在其上的动力总成、蓄电池、前端模块等汽车零部件系统提供可靠、稳定的支撑，避免出现过大的振动和噪声，同时满足长期使用耐久性能要求。

1.2软硬件需求

软件

前处理：Altair Hypermesh；

后处理：Altair Hyperview；

求解器：MSC Nastran 101；

硬件

前、后处理：HP或DELL工作站；

求解：HP服务器、HP或DELL工作站。

1.3分析数据参数需求

本流程内的白车身指带有前后保险杠横梁和前后风挡玻璃的车身金属骨架。如果车身侧围开有小窗，且小窗玻璃和车身用胶粘连，这部分窗玻璃也应包含在内。如果副车架与车身刚性连接（副车架与车身连接处没有胶套），或者有其它通过螺栓连接的用于提高车身刚度的零部件（如动力电池），也应包含在本流程定义的白车身概念内。

1.4分析的时间节点

本分析在车型项目开发TR2-TR4节点之间进行。

2 模型前处理

2.1模型准备

导入白车身有限元模型，前副车架模型，动力电池模型并通过RBE2进行连接。网格划分细则，请参阅《CAE分析共用模型建模指南》。

2.2模型检查

建立materials属性卡片，为各个组件赋上材料属性，详细检查确保模型正确，主要检查内容如下：

（1）检查重复单元，带自由端单元，网格是否满足质量要求；

（2）检查焊点、焊缝等连接有无缺失或漏焊；

（3）检查各连接处理是否正确，关键部位尽量采用四边形网格，模型检查规范细则请参阅《CAE分析共用模型建模指南》。

2.3模型处理

有关建模的详细要求应遵循《CAE分析共用模型建模指南》。对于约束和加载的关键部位，应重点关注：

图2-1前减震器安装点

如图2-1所示，以减震器衬套与减震器安装板所有接触区域节点抓取RBE2，RBE2主动点坐标为减震器衬套硬点坐标。

图2-2后减震器安装点

如图2-2所示，以后减震器衬套硬点坐标为主动点，后减震器安装螺接区域节点为从动点抓取RBE2。

2.4约束及载荷

本规范仅定义了承载式白车身前端横向弯曲刚度的约束和加载方式，非承载式车身及车架前端横向弯曲刚度考核不能使用本规范。约束及加载方法如下图2-3所示。

2.4.1约束方法
前减震塔中心约束X、Y、Z向平移自由度，后减震塔中心约束Z向平移自由度，如图2-3所示。

2.4.2加载方法

在前减震塔中心沿X轴向前300mm处的纵梁上表面中心，沿着Y轴正向施加2500N载荷，如图2-3所示。

图2-3BIP车身前端横向弯曲刚度约束、加载方法

3 有限元分析步骤

3.1 分析步设定

求解器：NASTRAN,SOL=101；

控制参数：POST，-1；

seall=all

super=all

echo=none

输出内容：Displacement  Stress。

3.2 分析文件输出

创建完上述所有载荷步之后，将整个分析模型输出到Nastran面板下的bdf格式文件。然后将bdf文件提交Nastran求解器上求解，得到包含计算结果的信息的“*.op2”文件。

4 分析结果处理及评价 

4.1分析结果查看

提取纵梁左右加载点的横向位移y₁、y₂，计算各加载点的平均位移，并按(4-1)式计算出BIP车身前端横向弯曲刚度。

       (4-1)

式中：

K_flb——BIP车身前端横向弯曲刚度(N/mm)；

F——施加在BIP车身上的垂直载荷（N）；

——各加载点的平均位移（mm）。

4.2评价指标

一般要求轿车BIP车身前端横向弯曲刚度大于3000 N/mm。

5 附录 

图5-1BIP车身前端横向弯曲刚度位移云图