乘用车发动机罩的过关性能仿真与试验分析
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2020（7）
Feature
技术聚焦
乘用车发动机罩的过关 性能仿真与试验分析
张兵 高鹏飞 曹宏伟 李建澎 （中国第一汽车股份有限公司天津技术开发分公司）
摘要：发动机罩是乘用车最重要的覆盖件之一。在日常使用过程中，过大的释放高度会导致发动机罩钣金与周边零部件出
现干涉和磕碰，造成零部件的永久变形和外观质量损伤，增加索赔风险。所以在发动机罩的结构设计过程中，需要合理定义
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型进行装配，定义总体工况，完成计算与试验的对标。 装角度，使其仿真结果达到与测试结果一致。
以此，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ保证整体仿真模型和计算结果的准确性。从而
总结出一套试验和仿真的流程和方法。同时完成模型
校核，指导同类开闭件仿真工况的建模及性能评价。
发动机罩过关性能仿真模型
过关性能仿真模型规模大，涉及范围广，包括白车
发动机罩总成的性能，包含刚度、强度、耐久性和 求越来越高，设计工程师对于过关量准确仿真需求越
行人保护等多个方面。在设计开发过程中，工程师需要 来越强烈。因此对于此工况的仿真模型验证工作亟待
完成各项性能指标的仿真及试验验证。其中，发动机罩 进行。
在关闭过程中产生的变形，即过关变形量，是在验证开 ! 发动机罩过关性能仿真方法
其与周边零部件的间隙，优化其结构刚度和强度。因此，在设计过程中有必要进行充分而准确的仿真分析，保证过关性能的
达成，同时避免开发后期问题的产生。文章详细介绍了发动机罩过关性能的试验测量、仿真和模型验证，并且对标测量过程
中，高速摄像技术的应用，大大提高了其测量精确性。
关键词：乘用车；发动机罩；过关性能；仿真；高速摄像
性能仿真没有与试验结果做充分的量化相关性验证。 熟、计算效率高，并且能够考虑结构大的变形、橡胶材
同时，随着消费者对车身造型及设计对车身间隙的要 料的非线性本构关系。同时还具有完善的单元库、接触
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技术聚焦
2020年 7月
技术看点
算法，能够为设计师提供准确的仿真设计参考。
测量，共需完成 3次测试，如图 2所示。由于解锁后卡
致钣金与其他部件出现磕碰，局部是否存在较大塑性
发动机罩关闭性能需要利用显式动力学仿真分
应变和永久变形等问题。目前，发动机罩结构刚度工况
[1]
析 。ABAQUS/Explicit模块是解决此类问题非常有效
能够保证其静态刚度，并与试验相关性较好。但其动态 的工具之一，它具有较强的显式仿真能力，仿真方法成
具体方法是：首先，将发动机罩及车身钣金、内外 板需要将发动机罩顶起，因此测得卡板下压力较大，数
饰总体装配模型分解为相互独立的重要子系统。通过 值为 96~98N，测得安全钩的推力值为 5~6N。在仿真
对多个子系统分别进行详细建模和测试对标，保证各 模型中，通过适当调整卡板弹簧仿真定义参数，包括弹
子系统的性能仿真模型的准确性。然后，将对标后的模 簧的预拉伸长度和刚度，安全钩扭簧的扭转刚度及安
发前期必须予以重视的性能。过关变形量的校核关系
要完成此项过关性能仿真，需要准确地模拟出发
到发动机罩钣金与周边零部件的设计间隙是否合理， 动机罩关闭过程、锁的运动和力学行为、缓冲块和密封
结构刚度和强度是否满足性能要求。在仿真校核时，需 条的变形，最后，计算输出准确的钣金变形量、应变和
要考察关闭过程发动机罩的变形是否过大，是否会导 应力历程，为后续性能仿真提供依据，并指导设计。
Feature
技术聚焦
乘用车发动机罩的过关 性能仿真与试验分析
张兵 高鹏飞 曹宏伟 李建澎 （中国第一汽车股份有限公司天津技术开发分公司）
摘要：发动机罩是乘用车最重要的覆盖件之一。在日常使用过程中，过大的释放高度会导致发动机罩钣金与周边零部件出
现干涉和磕碰，造成零部件的永久变形和外观质量损伤，增加索赔风险。所以在发动机罩的结构设计过程中，需要合理定义
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发动机罩过关性能仿真模型
过关性能仿真模型规模大，涉及范围广，包括白车
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中，高速摄像技术的应用，大大提高了其测量精确性。
关键词：乘用车；发动机罩；过关性能；仿真；高速摄像
性能仿真没有与试验结果做充分的量化相关性验证。 熟、计算效率高，并且能够考虑结构大的变形、橡胶材
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2020年 7月
技术看点
算法，能够为设计师提供准确的仿真设计参考。
测量，共需完成 3次测试，如图 2所示。由于解锁后卡
致钣金与其他部件出现磕碰，局部是否存在较大塑性
发动机罩关闭性能需要利用显式动力学仿真分
应变和永久变形等问题。目前，发动机罩结构刚度工况
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能够保证其静态刚度，并与试验相关性较好。但其动态 的工具之一，它具有较强的显式仿真能力，仿真方法成
具体方法是：首先，将发动机罩及车身钣金、内外 板需要将发动机罩顶起，因此测得卡板下压力较大，数
饰总体装配模型分解为相互独立的重要子系统。通过 值为 96~98N，测得安全钩的推力值为 5~6N。在仿真
对多个子系统分别进行详细建模和测试对标，保证各 模型中，通过适当调整卡板弹簧仿真定义参数，包括弹
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发前期必须予以重视的性能。过关变形量的校核关系
要完成此项过关性能仿真，需要准确地模拟出发
到发动机罩钣金与周边零部件的设计间隙是否合理， 动机罩关闭过程、锁的运动和力学行为、缓冲块和密封
结构刚度和强度是否满足性能要求。在仿真校核时，需 条的变形，最后，计算输出准确的钣金变形量、应变和
要考察关闭过程发动机罩的变形是否过大，是否会导 应力历程，为后续性能仿真提供依据，并指导设计。