导读:大家好,我是仿真秀才,仿真秀专栏作者,从事结构耐久仿真分析13年,有二十多款自主品牌及合资车开发经验,具备整车、开闭件、白车身、底盘、内外饰方面的强度 刚度 疲劳损伤分析。主要应用软件 Nastran、Abaqus、Hypermesh/HyperStudy、Ncode、ANSA 等,即日起,我将在仿真秀平台撰写仿真专栏,提供培训和技术服务。
本文主要阐述了发盖slam分析建模的主要方法及主要连接方式、载荷、约束以及设计目标。其中slam分析目的主要是考察发盖的相应钣金和焊点的强度刚度性能。
分析对象的组成:发盖钣金总成、缓冲块、密封条、部分白车身钣金件、发盖锁体机构、发盖附件。
1、单位:力(N,牛)、质量(ton,吨)、长度(mm,毫米)、时间(s,秒)、角度(rad,弧度)。在整车全局坐标系下建立模型。
2、建模方法:实体采用六面体单元及四面体单元,网格平均尺寸为5mm,受力区域局部钣金采用shell单元划分,网格平均尺寸为5mm。卡扣和螺栓采用RBE2模拟,焊缝的连接采用shell单元来模拟,发盖焊点模拟采用梁单元模拟,白车身等非考察件焊接仍采用ACM焊点方式。
后处理——Hyperview。
计算结果格式为:odb格式,包含:应力、应变、应变能相应结果等。
发盖slam分析模型如下图1所示。其中左侧为slam分析中缓冲块模型图,右侧为锁机构模型图,中间为slam分析总体模型图。
图1发盖slam分析模型
1、约束:模型截取整车前围部分,截断面节点自由度全约束。
2、加载:发盖slam工况通过施加初始角速度进行加载。将整个车门系统含附件、质量点、铰链部分等定义一个节点set。
door_velocity为节点集,选取铰链最左边及右边节点ID,定义节点从左到右的向量方向,旋转方向为绕该向量的旋转方向。
在slam分析中主要是采用两种接触类型:CONTACT和TIE。其中TIE主要用于胶和焊点、密封胶条和车门以及车身的连接的模拟。主要需要定义接触的是密封胶条、车门钣金,以及白车身相关部件,在ABAQUS中,将模型中有可能发生接触的零件定义在*GENERAL CONTACT中。
特定焊点的建模,由于疲劳分析的限制,需要对开闭件系统的焊点进行相应的更改。需要将slam分析疲劳的焊点更改为节点融合对齐的梁单元。
ABAQUS中,slam分析的焊点定义如下图2所示。ABAQUS中为B31梁单元。另外需要单独输出焊点单元的节点力。
图2 ABAQUS中焊点模型示意图
主要的锁止机构零件需要用固体单元模拟,单元尺寸可以细化到2mm,下图3为一个案例。锁机构中的弹簧一般需要用connector单元来模拟。
图3 锁机构示例
1、分析工况
1) 第一种分析工况,分为两种:
锁孔位置关闭线速度2.2m/s,试验关闭次数2,500次。
2) 第二种分析工况,分为两种:
每2000次耐久试验后,以3.0m/s的速度关闭发动机盖。
3) 第三种分析工况,分为两种:
具体采用何种分析工况,依据不同车型的试验工况来参考定义。
2、设计目标
发盖slam的设计目标:
3) 与机舱盖周围接触的外饰零件应力小于材料屈服应力。
分别计算两种速度工况下,发盖钣金及焊点的损伤。最后计算两种的工况下钣金和焊点的累积损伤,以确定总损伤是否小于1。nCode中,钣金疲劳分析焊点疲劳分析框架如图4所示。
图4 Slam钣金和焊点疲劳nCode分析框架示意图
发盖slam分析应力结果图如图5所示。
图5 slam应力分布
在结果后处理中,应力结果的读取选择简单 平均,Hyperview中读取应力选项见图6。
试验与CAE建模过程中都存在一定的误差,要保证CAE分析值与试验结果一致,在有限元分析中必须满足以下两个方面的要求:a)网格划分可能出现误差:要建立详细的有限元模型,模型网格划分必须精细;b) CAE模型的所有材料参数必须与实际一致,包括钣金件、焊点、玻璃和胶等。
(完)