Abaqus乘用车机舱盖SLAM分析建模step by step

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。

一、写在文前

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。

二、边界条件及加载

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。

三、接触的定义

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

四、锁扣机构的模拟

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

五、分析工况及设计目标

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。

六、疲劳分析

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

七、应用实例

发盖slam分析应力结果图如图5所示。

图5 slam应力分布

八、后处理注意事项

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）