基于有限元分析的汽车覆盖件模具设计及优化_徐金波

合集下载

基于有限元模型的汽车车身强度分析与优化设计

基于有限元模型的汽车车身强度分析与优化设计引言：汽车车身设计是整车设计中至关重要的一环。

汽车车身不仅是汽车的“外衣”，还承担着对乘员安全和行驶稳定性的极其重要的作用。

车身的强度是确保车辆在各种复杂工况下保持结构稳定、寿命可靠的关键因素。

基于有限元模型的汽车车身强度分析与优化设计具有重要的意义。

1. 有限元分析在汽车车身设计中的应用有限元分析是一种基于力学原理和数值计算方法的数值模拟技术。

它可以将复杂的连续体结构离散为有限个单元，通过求解单元之间的相互作用力，得到结构的应力、应变等力学参数。

在汽车车身设计中，有限元分析可以有效地评估车身的强度、刚度、振动特性等。

2. 汽车车身强度分析的主要内容汽车车身强度分析主要分为静态强度分析和动态强度分析两个方面。

2.1 静态强度分析静态强度分析是对车身在静态加载条件下进行强度评估。

通过有限元分析，可以得到车身各部分的应力分布情况和最大应力值，进而判断车身是否足够强度。

在静态强度分析中，需要考虑的因素包括车身的受载状态、材料的力学性质、载荷的大小和方向等。

2.2 动态强度分析动态强度分析是对车身在动态加载条件下进行强度评估。

在实际使用中，汽车车身会受到各种道路激励和振动的影响，因此需要对车身进行动态强度分析。

通过有限元分析，可以得到车身在不同工况下的应力变化规律和疲劳寿命，进而优化车身结构设计，提升车身的抗疲劳能力。

3. 汽车车身设计的优化方法基于有限元模型的汽车车身优化设计可以通过调整车身结构和材料等手段来提升车身的强度和刚度。

3.1 结构优化在车身结构优化中，可以通过增加加强筋、设置补强板和优化焊缝位置等方式来提升车身的强度。

通过有限元分析，可以评估不同优化方案的效果，并选择最佳方案进行实施。

3.2 材料优化材料的选择对车身的强度和轻量化设计起着重要作用。

目前，高强度钢材和铝合金等轻量化材料正在被广泛应用于汽车车身设计中。

基于有限元分析，可以评估不同材料对车身强度的影响，并选择合适的材料进行使用。

汽车覆盖件修边模三维实体设计研究

并行理念。针对典型模具结构设计思路提出了自己的看法，对模具三维实体设计发展方向阐述了自己的观点，旨在提高模具设计效率与质量。
关键词：械制造；冲模；维实体设计；车；机冷三汽ｕＧ软件中图分类号：Ｇ６／Ｇ３Ｔ６Ｔ９１
结构部分（模座，模座等）辅助部分（下料上下一上
架，路系统，件机构等）气顶。
三维实体设计能够直观反映设计的真实状态，更能使生产加工者清楚准确地理解设计者真正的设计意图。维实体设计可以通过运动模拟、涉检查三干等分析手段，在设计阶段就能避免以往在生产制造
拉延序得到拉延工序件一凸（）镶块实体造型一下模
边展开料分析等。时，用三维实体设计可以进行同利
三维实体数控加工（ＡＭ）这既保证了实型（ＭＣ）Ｃ，Ｆ全型面加工，保证了钢件的一次性加工到位。三又但维实体设计数据量大，算机配置要求高，动速度计改
中才能发现的问题；＃－三维实体设计技术还可以另１，
对汽车覆盖件进行ＣＡＥ分析，而指导和优化工艺从方案。如，延模成形模拟分析、弹补偿分析、例拉回修

汽车覆盖件模具设计及其发展历程简述

设计与创新
汽车覆盖件模具设计及其发展历程简述
POPULAR AUTO
王镭孟健中国汽车技术研究中心有限公司数据资源中心天津 300380
摘要随着计算机技术的快速方展，CAD/CAE/CAM一体化技术得到了广泛的应用，而覆盖件模具CAD技术在国内的应用，却仍然停留在依靠设计人员的经验上。在通用CAD软件系统上进行交互绘图和造型的层次上，仅仅是实现了甩掉图板的目的，这严重阻碍了汽车新车型的更新换代。同时随着现代模具制造业的快速发展，模具标准化也正逐步从模具的标准件向模具的制造全过程进行延伸，模具零件的标准化、参数化以及模具结构的典型化、通用化正在成为模具CAD/CAE/CAM一体化技术的关键。针对这种情况，本文引进了模板化、积木式设计思想，在UG平台的基础上开发了覆盖件模具结构设计的模板化CAD系统。关键词覆盖件模具；模板库；标准化；UG
133模具设计的标准化模板化参数化随着现代模具制造业的快速发展cadcaecam一体化技术得到了广泛的应用而与之相应的模具标准化也正逐步从模具的标准件向模具的制造全过程进行延伸人们越来越认识到模具标准化是模具cad的基体化技术的关键下面以参数化为例重点进行分析
1 汽车覆盖件模具设计及其现状构成汽车车身的零件分为三类，即内覆盖件、
外覆盖件和骨架件，前两者统称为覆盖件。所谓覆盖件，是指覆盖汽车底盘和发动机，构成驾驶室、车身内外的形状复杂的薄板零件。与普通的冲压件相比，汽车覆盖件具有如下特点：几何尺寸大、形状复杂、质量要求高。
1.1 CAD/CAM技术的发展 CAD/CAM，是指以计算机作为主要技术手段，帮助人们处理各种信息，进行产品的设计与制造。经过最近20多年的发展，CAD技术在国外工业发达国家已被广泛应用于机械、电子、航空、航天、汽车、船舶、轻工业、建筑及工程建设等各个领域，成为提高产品与工程设计水平、降低消耗、缩短产品开发与工程建设周期、大幅度提高劳动生产率和产品质量的重要手段。 1.1.1 CAD建模技术的发展随着CAD/CAM技术的发展，CAD的建模技术也从20世纪60年代的机械工程图和三维线框造型技术开始，不断进步，经历了70年代的曲面造型和80 年代开始的基于约束的实体造型阶段。这些造型技术对产品的几何描述准确到位，至今为止仍有着广泛的使用空间。 1.1.2 CAD/CAM技术在工业领域的应用概况 CAD/CAM技术最早应用于汽车工业和航天工业领域，大约在五十年代末，飞机和汽车制造业开

基于并行工程的汽车覆盖件模具开发应用研究

开发的关键环节，覆盖而件模具作为汽车开发的
格的要求，汽车新产品的开发中，在覆盖件模具的开发成为制约新型汽车开发的瓶颈。以往的模具开发大都是沿
用 “ 过墙 ” 串行生产方式，种方式的模具设计、造抛的这制
摘要：文分析了汽车覆盖件模具开发过程中各活动和过程的功能及作用，论了应用并行工程的开发理念对覆盖件模本讨
具进行开发的可行性，阐述了基于并行工程进行覆盖件冲压模具开发所需的各种关键技术，并最后建立了覆盖件拉深模
黠构并行设计的过程模型。 …
关键词：并行工程（Ｅ）汽车覆盖件模具开发Ｃ
ＲｅｅｒｈｏｔｖｌｐｍｅｄｐｉａｉｎｏｆＡｕｔｍｏｌｎｅｅｓｄｎｓａｃｎｈｅＤｅｅｏｎｔａｎＡｐｌｃｔｏｏｂｉｅＰａｌＤｉｓＢａｅｏＣｏｎｃｒｅｕｒｎｔＥｎｎｅｒｎｇｅｉＬＩＡＮＧｏｇｉｎ，ＱｉｎｘａＹＡＮＧｅｐｎｇＷｉｉＡｂｔａｔＴｈｉａｒａｌｚｓｔｅｆｎｃｉｓｏａｈａｔｖｉｙａｔｕｔｏｎｔｅｄｅｅｏｐｅｒｅｓｏｕｔｍｏｌａｌｓｒｃ：ｓｐｐｅｎａｙｅｈｕｔｏｎｆｅｃｃｉｔｎｄｉｓｆｎｃｉｎｉｈｖｌｍｎｔｐｏｃｓｆａｏｂｉｅｐｎｅ

%90元分析的汽车覆盖件模具设计及优化

""锻压技术"&##0年"第!期基于有限元分析的汽车覆盖件模具设计及优化徐金波$"董湘怀!华中科技大学塑性成形模拟与模具技术国家重点实验室0$##)0"""摘要!介绍了静力隐式弹塑性有限元板料成形软件>M ,N Q N C F 的基本理论和关键技术#利用>M <,N Q N C F 软件实现了汽车覆盖件模具设计$包括模具压料面%工艺补充面以及拉延筋设计$完成了覆盖件成形过程模拟及优化$改变了传统的在有限元模拟后依靠1>=软件频繁进行模具修改的方法#在有限元软件内部实现了模具的参数化设计$既缩短了模具设计时间$又提高了模具设计可靠性#关键词!覆盖件"模具设计"优化设计"静力隐式"有限元!62-J 1,140/5-+-c ,5-010;5:6/30A 622,144-62;035:6,@50+07-.67048/,16.7,26401;-1-566.6+615,1,.82-2K @&-170"!01J K -,1J:@,-!X M E e L N .B Y .A Z /C +A ,H N *+K A /.K /E .O3/K L .N G N B H"""#7253,A 5&5.,L A +S E S /C $,L //G E +,A K <S G E +,A K *A .A ,//G /F /.,F /,L N O E .O b /H ,/K L .A K E G [E +/O N .+,E ,A K A F S G A K A ,+K L /F /*N C ,L /+A F M G E ,A N .N *,L /*N C F A .BS C N K /++N *+L //,F /,E G E C /A .,C N O M K /O @3L /O /+A B .N *,L /O A /+*N C ,L /E M ,N <F N [A G /[N O H S E ./G $A .K G M <O A .B ,L /O /+A B .N *,L /[A .O /C +M C *E K /$E O O /.O M F+M C *E K /E .O O C E ][/E O $E .O ,L /+A F M G E ,A N .+N *,L /*N C F A .B S C N K /++N *,L /E M ,N <F N [A G /[N O H S E ./G E C /A F S G /F /.,/O]A ,L ,L /S C N B C E F>M ,N Q N C F $]L A K L K L E .B +,L /,C E O A ,A N .E G F /,L N O ,L E ,.//O +*C /U M /.,F N O <A *A K E ,A N .N *,L /O A /+]A ,L E1>=+N *,]E C /E *,/C *A .A ,//G /F /.,+A F M G E ,A N .@V E C E F /,/C A e /O O /+A B .N *,L /O A /A +C /E G A e /O A .,L /*A .A ,//G /F /.,+N *,]E C /$]L A K L +L N C ,/.+,L /O A /O /+A B .A .B ,A F /E .O A .K C /E +/+,L /C /G A E [A G A ,H N *,L /O /+A B.@M 68I 0342&?/,E G +L //,*N C F A .B "=A /O /+A B ."P S ,A F M FO /+A B ."6,E ,A K <A F S G A K A ,"Q A .A ,//G /F /.,F /,L N O 男$&"岁$硕士研究生收稿日期&&##$<#!<!)一!引"言近年来$板料成形的数值模拟已经成为汽车工业的一个强有力的工具#目前大型汽车企业及其供应商广泛地将这一技术应用到产品设计周期中$用以加速和改进产品设计#在汽车设计过程中$成形模拟用于检查零件的几何模型$预测开裂%起皱%回弹等缺陷$优化工艺参数$提高零件的成形工艺性#但是目前大多数的1>=’1>7’1>?系统的集成度不是很高#在1>7和1>=之间$设计人员要不断地进行分析和修改$直到产品的工艺性合格为止$这使得整个开发周期仍旧较长$远远没有发挥出它的优势#并行工程概念的提出就是为了解决这一问题$它主要针对产品的设计过程#目前有些学者提出了面向制造的设计!=Q ?"$强调设计人员在产品设计阶段考虑制造因素$利用计算机辅助技术等工具$进行协同设计$以达到提高产品设计质量$缩短产品开发周期的目的#但是这些先进概念的实现应该有具体的技术支持$通用的1>=软件主要用于产品的建模$大多数1>7软件主要集中在有限元模拟分析中$放弃了设计环节$只是提供一些与其他1>=软件进行数据文件交换的接口#这样在有限元分析后$对模具提出的许多修改都需回到1>=软件中进行#尽管1>=软件的造型功能很强大$有限元分析的技术也很先进$但还是没有完全实现并行设计或=Q ?#为了加快覆盖件模具设计$需要将1>=和1>7集成起来$发挥各自的优势#目前在很多企业使用的板料成形分析软件主要有美国的=H .E Q N C F %瑞士的>M ,N Q N C F %法国的V >?63>?V ’P V <$%3956等!他们的一个共同点是将必要的1>=设计和1>7分析进行了集成!先在通用1>=软件上设计产品模型"随后将模型导入1>7系统"对曲面模型进行网格剖分"设计冲压工序件模型"然后制定冲压工序"定义工具"进行有限元分析!分析后再利用优化程序优化模具"最后得到合理的模具结构以及工艺参数!本文针对静力隐式算法"论述了>M,N Q N C F采用的基本理论和几个关键技术"并利用典型的例子"说明了应用板料成形模拟进行汽车覆盖件模具设计及优化的过程!二!基本理论和关键技术N O虚位移原理在拉延和胀形成形中"主要有两种弯曲作用#一是在材料的流动区域内的弯曲!这里材料的流动在新的时间增量步中"节点由不平衡位置到平衡位置的过程!与纯弯曲变形相比"流动区域内的变形主要沿流动方向进行"形状的细小变化对流动本身基本没有影响"所以三维的板成形过程的弯曲作用是次要的!二是当材料流过一定的圆角部分时"流入圆角时的弯曲和流出时的反弯曲!弯曲作用使得拉伸抗力增大"这种影响在拉延成形中尤其重要!如果忽略弯曲效应"材料流动地迭代的虚位移原理可以用下式表示#.W?C K(’!.(?#+O!(.W?C’!"?#+O!$!%式中".WC&&&中面单元节点的切向虚位移K&&&对应节点力!&&&单元面积?&&&材料厚度(&&&应变张量5&&&应力张量"&&&单元的位移W应变关系矩阵!如果考虑弯曲效应"就不能忽略壳单元的弯曲变形能!由I A C K L L N**假说"壳体中质点的虚位移与其距中面的距离J成正比"即#.W$J%($X4J6%?.W C$&% ""于是虚位移原理可以写成#.W?C K(.W?C’!’J$X4J6%?"$J%?#$J%O J O!$$%式中"X&&&单元张量’7&&&节点的曲率张量$由每一次迭代时的当前几何形状重新确定%!P O非线性方程的解耦求解算法>M,N Q N C F采用了隐式的积分方法"同显式积分算法相比"没有人为引入的惯性效应"计算精度可靠"允许采用较大的时间步长!但是在每一时间增量步中"需要形成大型稀疏刚度矩阵"进行反复的平衡迭代"存在迭代收敛问题"特别是像板料成形这样高度非线性的壳问题"收敛问题尤为突出!考虑到板料法向的弯曲刚度和切向的膜刚度相差几个数量级"为了加快计算实现收敛">M,N Q N C F采用了对非线性方程组解耦的求解算法!首先"在每一个新的时间步长"根据由模具当前的位置决定的边界条件确定板料的形状!板料与模具接触部位的形状由模具确定"其他区域可以近似的采用一些简单的算法确定!随后"材料在这种确定的形状下流动!这样就很好的解决了迭代的收敛问题!这种把板料的形状的确定和材料的流动解耦处理的算法有以下一些优点#$!%计算非线性材料流动迭代时"每一个节点处只有沿板料切向的两个平移自由度!而通常的壳单元"每个节点有%个自由度!由于线性方程直接求解法的计算量是和自由度的$次方成比例的"解耦算法和非解耦算法的计算量比率是"i&!%!$&%解耦之后"在板料的平面位置只考虑了高刚度的膜自由度"忽略了低刚度的弯曲自由度"所得到的方程组是线性的!计算高效"占用较小的内存空间"因而迭代解很好的表示了材料的流动!解耦算法的基本公式如下#对每一次的平衡迭代"新的切向坐标系由当前的几何形状确定"如图!所示!线性化的方程组及其求解只是在局部坐标系内进行"不需要进行局部坐标系到全局坐标系之间的变换#V E2C$W#%4V U22$W#%"V E2+$W#%4V U2+$W#%V E+2$W#%4V U+2$W#%"V E++$W#%4V U2+$W#,-./%0W20W9()A*++(-92$W#%K+-9+$W#9()A*+%$0%式中"W#&&&当前的位移.W&&&位移增量9&&&节点残余力K+&&&切向摩擦力V E&&&刚度切向的膜分量V U&&&由初应力引起的刚度分量平衡迭代的目的就是要使节点残余力趋于#!由于刚度矩阵I是一个自由量"它的改变并不影响节点残余力趋于#"也就是说迭代总是收敛的"节点残余力总能够正确地计算出来!如果图!中定义0 %图&"汽车零件拉延结束时的网格通过这种方法!能够在较小的计算时间和内存空间消耗的情况下对复杂的问题进行足够精确的描述%图&所示的例子中!在拉延结束时!网格数量达到最大值!约为&&!###个%如果采用规则的网格!将会接近!##!###个%三!覆盖件成形模拟和模具设计及优化N O覆盖件成形模拟和模具设计流程冲压成形模拟软件>M,N Q N C F包括零件设计#V E C,=/+A B./C$模块&模具设计#=A/=/+A B./C$模块&增量法#5.K C/F/.,E G$模块&逆算法#P./6,< /S$模块&修边#3C A F$模块以及优化模块等%软件提供了诸如指定最小圆角半径!曲面的删除和填充等常用的曲面修改手段’对板坯自动进行网格细分和粗化’对工具的定义&工序的增删十分灵活’可利用它的修边模块和优化模块对模具型面及工艺参数进行优化’在计算进行中!可实时地利用图形显示观察已得到的中间结果!对于各种物理量分布的检查十分简便%图$所示是覆盖件成形模拟和模具设计流程%首先在通用1>=软件上设计产品模型!然后将设计结果通过5476&\=>Q6&2>639>2等格式的文件导入1>7软件!在导入>M,N Q N C F的过程中自动完成曲面网格剖分%如果对最初设计不满意!可以调整零件的边界!填充孔洞&裂缝&修改模具的圆角等%然后选择冲压方向!既可以根据用户的经验和设备情况进行确定!也可以根据最小拉伸深度&%(图0"坯料尺寸的预测!-预测的坯料尺寸"&-拉延筋位置"$-成形后轮廓线0-凹模入口线"(-对称线图("逆算法分析零件的成形工艺性!E"优化前"!["优化后图%"调整拉延筋阻力系数前后的成形工艺性评价!E"调整前"!["调整后%为用增量法分析所得的调整拉延筋阻力前后的成形工艺性评价$标记位置为调整拉延筋阻力前产生的破裂缺陷$图)为对应的成形极限曲线图的对比#Q T=综合反映了板料在复杂应力状态下产生塑性图)"调整拉延筋阻力系数前后的成形极限曲线!E"调整前"!["调整后%%失稳断裂破坏的情况!根据有限元模拟结果显示的Q T=图"可以迅速找出破坏的区域"采取相应措施改变局部受力状态"提高其成形性能!分析完成后"有翻边的零件往往不能获得预期的结果"如图"!利用增量法计算精确的特点"结合修边#3C A F$模块可以对切边线进行优化!图""切边线优化#E$优化前"#[$优化后利用>M,N Q N C F进行板料成形模拟"采用逆算法计算用几分钟到十几分钟就可以完成模拟"采用增量法计算也仅用!"&L就可模拟完毕"常规的形状规则的工件成形需要的时间更短!在模拟过程中应用自适应网格重划分技术"使得计算量降低"也提高了计算的效率!四!结束语通过1>=和1>7集成在有限元分析软件内部实现了覆盖件模具设计及优化"能有效的解决模拟后的模具形状参数化调整问题"节省大量时间"提高设计可靠性!参考文献!"^I M[G A";9/A++./C@P S,A F A e E,A N.N*+L//,<F/,E G*N C F A.BS C N K/++ M+A.B,L/+S/K A E G<S M C S N+/S C N B C E F>Y3P Q P9?@;N M C.E G N*?E< ,/C A E G V C N K/++A.B3/K L.N G N B H"!’’("&’&"$#(&"?E,,L A E+X A G G F E.."^E G O/F E CI M[G A@P S,A F A e E,A N.N*+L//,F/,E G *N C F A.BS C N K/++/+M O A.B+A F M G E,A N.S C N B C E F+-V C N K N*2Y?56X7< 73a’’"!’’’%&")"&’&$"V X N C E#!$"T3N.B#&$";9/A++./C@>S C/O A K,A N.F/,L N O*N C O M K,A G/+L//,F/,E G*E A G M C/A.Q7W6A F M G E,A N.-V C N K N*2Y?56X7< 73a’%"!’’%%&(&"&(%0"郑莹"董湘怀"李尚键等-板料冲压仿真系统设计-北京%中国机械工程"!’’’#($("王耕耘"王义林等@覆盖件模具1>=系统的研究-北京%锻压技术"!’’)#0$!上接%&页"。

汽车覆盖件成形工艺参数多方案管理系统

ｐｏｅｓｐｒｍｅｅｓｗａｏｉｍｅｒｃｓａａｔｒｓｃｎｆｒｄ，ｗｈｃａｉｔｄｔｅｆａｉｌｔｆＦＡＷ．ｉｈｖｌｄａｅｈｅｓｂｉｉｙｏＫｅｒｓａｏｂｙｗｏｄ：ｕｔｏｄｙ；ｎｕｍｅｉａｉｕｌｔｏｎ；ｐｒｅｓｐａｅｔｒ；ｐｒｅｒｃｒｌｔｄ；ｐｒｅｓｏｉｉａｉｎｒｃｌｓｍａｉｏｃｓａｒｍｅａａｍｔｉｅａｅｏｃｓｐｔｍｚｔｏ
ｓｃａｅｅｈｏｏｙａｄｐｒｍｅｒｃｒｌｔｄｔｃｎｌｇ．ＴｈｙｔｍｏｌｅｕｅＯｄｆｅｓｖｒｌｋｎｓｏｏｕｉｎｎｔｅｏｉｔｄｔｃｎｌｇｎａａｔｉｅａｅｅｈｏｏｙｅｓｓｅｃｕｄｂｓｄｔｅｉｅｅａｉｄｆｓｌｔｓｉｈｎｏｓｍｅｐｏｅｓｎｎｇｈｒｃｓａａｅｅｓｏａｈｓｌｔｎｅｆｃｉｌ，ｐｏｉｅａｒｆｒｎｅｂｓｓｆｒｔｅｐｏｅｓｏｔｍｉａａｒｃｓ，ａｄｍａａｅｔｅｐｏｅｓｐｒｍｔｒｆｃｏｕｉｆｅｔｖｙｒｖｄｅｅｅｃａｉｏｈｒｃｓｐｉｚ — ｅｏｔｎＴａｉｇｔｅｂｃｆａｃａｒｓｅｔｄｌａａｅｅｅａｏｕｉｎｒｅｉｅ，ｔｅｍｏｔｒａｏａｌｏｉａｉｎｏｉ．ｏｋｎｈａｋｏｈｉｔｎｓｍｏｅｓａｃｓ，ｓｖｒｌｓｌｔｓｗｅｅｄｆｄｈｓｅｓｎｂｅｃｍｂｎｔｆｏｎｏ

汽车正面偏置碰撞可变形壁障壳单元有限元模型的开发与验证

汽车正面偏置碰撞可变形壁障壳单元有限元模型的开发与验证汽车事故往往是不可预测的，特别是在道路上的高速行驶中。

为了保障驾驶员和乘客的安全，现代汽车技术已经发展到了一个非常高的水平，其中之一就是采用有限元分析技术来对车辆碰撞造成的损伤进行评估和预测。

本文将介绍一种针对汽车正面偏置碰撞可变形壁障壳单元有限元模型的开发与验证方法。

首先，我们需要建立一个具有物理实际性的汽车模型。

这个模型应该包括车身、车门、座椅以及安全气囊等部件，同时包括汽车撞击时可能受到的不同类型的冲击。

模型的准确性非常关键，因为它将直接影响我们后续分析的结果。

其次，我们需要进行有限元分析，这可以帮助我们预测车辆在不同条件下受到撞击时可能遭受的损伤。

首先我们使用有限元法对汽车的结构进行网格划分，然后在每个单元上应用所需的物理方程。

这可以非常有效地模拟汽车在撞击时可能发生的变形，分析应力分布和它对汽车各个部分的影响。

在对汽车模型进行有限元分析时，我们使用了一个名为ANSYS的软件。

这种软件可以使用有限元法进行模拟，并检查模型中存在的任何问题。

在模拟过程中，我们考虑了不同的材料特性以及撞击时的力。

通过此模型的仿真分析，我们能够预测汽车在不同速度、不同冲击角度和不同冲击方向时可能遭受的损失。

最后，我们通过实验验证了该有限元模型。

我们通过在真实撞击实验中测量汽车变形程度、应力分布等来验证模型。

我们将实验结果与有限元模拟结果进行比较，结果表明模拟结果与实验结果非常接近。

这证明了该模型在汽车撞击安全评估中的有效性。

总之，建立汽车模型并进行有限元分析对于汽车安全评估非常关键。

在本文中，我们介绍了一种针对汽车正面偏置碰撞可变形壁障壳单元的方法进行有限元分析的方法。

该方法使用ANSYS软件进行模拟，并通过实验验证了该模型的准确性。

随着汽车技术的发展，有限元分析将在汽车碰撞评估中扮演越来越重要的角色。

有限元分析在汽车碰撞评估中的应用越来越广泛，已经成为汽车设计与制造的重要工具。

基于有限元分析的汽车车身结构优化设计研究

基于有限元分析的汽车车身结构优化设计研究近年来，汽车行业的快速发展带来了对汽车车身结构优化设计的更高要求。

借助有限元分析技术，汽车制造商可以通过精确的计算模型和可靠的仿真分析方法，对车身结构进行优化设计，以提高车辆的安全性、舒适性和性能。

本文将基于有限元分析方法来探讨汽车车身结构的优化设计。

首先，我们需要建立一个准确的有限元模型。

有限元分析是一种数值计算方法，将复杂的实体划分为有限个小单元，通过对这些单元进行数学建模和求解，得到整体结构的应力、变形等力学性能。

在建模过程中，我们需要考虑车身的各个零件和组装方式，并将其转化为几何网格模型。

然后，使用有限元软件对模型进行离散化处理，划分出适当的单元类型，并设置边界条件和加载条件。

接下来，进行有限元分析。

有限元分析是通过数值计算方法对模型进行力学性能的求解。

在此过程中，我们可以模拟车辆在各种道路条件下的受力情况，进而评估车身结构的刚度、强度和振动特性等性能。

通过有限元分析，我们可以深入了解车身结构中的应力和变形分布情况，找出可能的疲劳寿命问题，并对车身构件进行刚度和强度优化。

在优化设计中，我们可以通过以下几个方面来改善车身结构的性能：1. 材料选择：选择合适的材料对车身结构的强度和重量具有重要影响。

在有限元分析过程中，我们可以通过尝试不同的材料和材料参数，来评估车身结构的强度和刚度。

例如，使用高强度钢材可以提高车身的刚度和安全性。

2. 结构优化：通过有限元分析，可以对车身结构进行优化，以减少重量、提高刚度和降低振动。

优化设计可以通过增加或减少零件的数量、修改形状和布局等方式进行。

通过迭代，可以找到最佳的结构方案。

3. 疲劳寿命评估：车辆在使用过程中会受到不断的振动和载荷作用，这可能导致疲劳破坏。

通过有限元分析，可以对车身结构的疲劳寿命进行评估，找出可能的疲劳破坏点，并进行相应改进，以延长车身的使用寿命。

4. 碰撞仿真：在汽车设计中，碰撞安全性是一个重要考虑因素。

基于有限元法的电动汽车车身正面碰撞仿真及拓扑优化

利用ＬＳ — ＤＹＮＡ模拟了某电动轿车正面碰撞的全过程；同时，利用Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ对车架进行了拓扑优化设计。根据碰撞结果和拓扑优化结果，对车架进行
ｃｒａｓｈｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｂｙｕｓｉｎｇｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ，ｗｉｔｈＬＳＤＹＮＡ，ａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｂｉｇ —
ｕｌａｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｐａｓｓｉｖｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｃａｒ，ｉｔｈａｓｃｅｒｔａｉｎｉｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｎｅｘｔｒｅａｌｃａｒｃｒａｓｈｔｅｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ，ｈｅａｄ — ｏｎｃｏｌｌｉｓｉｏｎ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
关键词：电动汽车；正面碰撞；仿真；优化中图分类号：Ｕ４６２．３＋５文献标志码：Ａ
ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＴｏｐｏｌｏｇｙＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＨｅａｄ — ｏｎＣｏｌｌｉｓｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅｂａｓｅｄｏｎＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓ

汽车驱动桥壳壳盖优化设计二次开发研究

３基于Ｐｔｏ的ＡＡＱＵＳ程序设计ｙｈｎＢ
３１ＡＡＱＵＳ脚本接口二次开发．Ｂ
Ｐｔｏｙｈｎ是一种面向对象的解释性编程语言．功
能强大．能在多种平台上进行快速开发ＡＡＵＢＱＳ二次开发环境提供的脚本接口是基于Ｐｔｏｙｈｎ语言
脚本程序Ｐｔｏｙｎ建立的参数化有限元模型对壳盖的毛坯进行优化循环计算，出了合理的毛坯尺寸。过试验验证ｈ得通
了优化设计的正确性
主题词：动桥壳壳盖驱
二次开发
仿真分析
中图分类号：４３８＋文献标识码：文章编号：００３０（０）００２ — ２Ｕ６．３４Ａ１０ — ７３２１１— ０８０１
１前言
某汽车驱动桥壳为冲焊式桥壳。上桥片、桥其下片和桥壳壳盖ｆ以下称壳盖）均通过冲裁下料模具和成型模具２次加工完成．由于壳盖的部分区域成型复杂．其毛坯轮廓很难精确设计计算，常为得到理通想的壳盖毛坯轮廓．保证成型后壳盖边缘形状满足
输入．同时建立初始坯料外形，选用各向异性材料模型建立接触关系．选取合适的ห้องสมุดไป่ตู้料单元类型．计算并分析
试验结果与设计目标的偏差．如不满足条件则采用优
化算法得到新的坯料外形．并二次建立分析模型重新计算．如此循环直至偏差满足要求，化计算结束。循优环优化算法采用ＡＡＱＳ自带脚本程序Ｐｔｏ进行ＢＵｙｎｈ参数化建模分析．整个循环优化计算自动完成。使二次

精益设计提升汽车覆盖件模具制造效率

精益设计提升汽车覆盖件模具制造效率
林明
【期刊名称】《金属加工：冷加工》
【年(卷),期】2017(000)011
【摘要】针对汽车覆盖件模具制造过程中常出现影响周期的一些难点问题,分析了问题产生的原因,阐明了设计要点及解决对策,从工艺设计、模具设计阶段入手应对,在模具制作中总结反馈,可以有效提升模具的制造效率.
【总页数】4页(P10-13)
【作者】林明
【作者单位】山东潍坊福田模具有限责任公司 261061
【正文语种】中文
【相关文献】
1.技术创新促进冲压模具制造效率与质量提升 [J], 林明
2.大幅提升汽车覆盖件冲压模具加工效率的有效手段 [J], 龚立勇;姜伟;韩小寒
3.技术创新促进冲压模具制造效率与质量提升 [J], 林明
4.高速切削加工技术在汽车覆盖件模具制造中的应用 [J], 陈芳
5.汽车覆盖件模具制造过程简述 [J], 叶梦彬
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

汽车驱动桥壳壳盖优化设计二次开发研究

汽车驱动桥壳壳盖优化设计二次开发研究揭钢;余显忠;丁玉辉;万雄飞;陈田兵【摘要】采用非线性有限元分析软件ABAQUS对驱动桥壳壳盖成型过程进行了仿真分析,并通过ABAQUS自带脚本程序Python建立的参数化有限元模型对壳盖的毛坯进行优化循环计算,得出了合理的毛坯尺寸.通过试验验证了优化设计的正确性.%In this paper, the forming process of driving axle housing cover is simulated based on the no-linear finite element analysis software ABAQUS, and optimized cycle calculation was made to axle housing cover blanks with the parameterized FE model established with ABAQUS script Python, and reasonable dimensions of blanks were obtained. The optimized design is validated with test.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2011(000)010【总页数】3页(P28-29,61)【关键词】驱动桥壳壳盖;二次开发;仿真分析【作者】揭钢;余显忠;丁玉辉;万雄飞;陈田兵【作者单位】江铃汽车股份有限公司;江铃汽车股份有限公司;江铃汽车股份有限公司;江铃汽车股份有限公司;江铃汽车股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】U463.8341 前言某汽车驱动桥壳为冲焊式桥壳，其上桥片、下桥片和桥壳壳盖（以下称壳盖）均通过冲裁下料模具和成型模具2次加工完成，由于壳盖的部分区域成型复杂，其毛坯轮廓很难精确设计计算，通常为得到理想的壳盖毛坯轮廓，保证成型后壳盖边缘形状满足焊接路径要求，需要在焊接之前多加一道切边工序。

基于有限元的白车身模态刚度CAE分析及其优化

摘要汽车工业发展到今天，汽车车身已成为影响其各种性能的最大组成部分之一，特别是轿车车身，它在很大程度上决定了汽车的商品价值和销售市场。

近几十年来，人们对汽车的安全性、舒适性、经济性、可靠性和耐久性的要求越来越高；由于能源的紧缺和激烈的汽车市场竞争，又迫使汽车要实现轻量化并尽可能降低成本，因而引发材料工程与制造业巨大的变化，并促使设计理念和设计方法不断改进。

有限元法是关于连续体的一种离散化的数值计算方法，亦即在力学模型上近似的数值方法，它在车身结构分析中发挥着重要的作用。

本论文利用先进的CAE技术，以某轿车白车身为主要研究对象，在Hyperworks软件下，建立了轿车白车身详细有限元模型，进行白车身自由模态分析、扭转工况和弯曲工况下的白车身刚度分析，以检测白车身是否满足基本的模态刚度要求。

并利用CAE 软件进行白车身钣金件的优化，以达到轻量化的目的，提高白车身的经济性和安全性，满足市场需求。

关键词：白车身模态刚度Hyperworks 优化备注：因要遵循公司保密条约，本论文数据已处理。

Modal and Stiffness Analysis and OPtimizationon Body-in-whiteof Car Based on Finite Element MethodAbstractAutomobile industry development today, the body has become the various properties of the largest part of the car body, in particular, it largely determines the value of the goods and the sale market of automobile. In recent decades, the vehicle safety, comfort, economy, reliability and durability of the increasingly high demand; because of the shortage of energy resources and the car market with intense competition, and forced the car to lighten and reduce costs as much as possible, and thus lead to materials engineering and manufacturing industry tremendous changes, and make the design concept and design method of continuous improvement. The finite element method is a kind of continuum discrete numerical calculation method, the mechanics model to approximate the numerical method,the body-in-whit structure analysis plays an important role.In this paper, the use of advanced CAE technology, to body-in-whit as the main research object, in Hyperworks software, establish the detailed finite element model of body-in-whit, for white body free modal analysis of torsional and bending condition and working condition of BIW stiffness analysis of body-in-whit, to detect whether meet the basic modal stiffness degree requirements. And the use of CAE software for white main body sheet metal parts optimization, has reached the goal of lightening the body-in-whit, improve the economy and safety of, meet market demand.Key words:Body-in-whit Moda Hyperworks Stiffness Optimization目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要. (Ⅱ)目录 (Ⅲ)第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2国内外车身CAE技术研究现状 (2)1.3本文的主要内容 (3)第二章有限元法理论 (4)2.1引言 (4)2.2有限单元法和白车身刚度的基本原理 (4)2.2.1有限元和模态分析基本理论 (4)2.2.2白车身扭转刚度基本理论 (5)2.2.3白车身弯曲刚度基本理论 (7)2.2.4白车身门窗开口变形理论 (8)第三章某轿车白车身有限元建模 (9)3.1引言 (9)3.2建模要求 (9)3.2.1网格标准的确定 (9)3.2.2网格质量要求 (9)3.3建模的基本步骤 (10)3.3.1建模原则 (10)3.3.2单元类型的选择 (10)3.3.3连接方式的选择 (10)3.3.4单位制及材料特性 (11)3.2.5模型的装配 (11)第四章轿车白车身模态分析 (13)4.1白车身模态分析的意义 (13)4.2白车身模态分析的基本设置 (13)4.3白车身模态分析结果分析 (13)4.4本章小结. (16)第五章轿车白车身刚度分析 (17)5.1引言 (17)5.2白车身扭转工况分析 (17)5.2.1加载及约束条件 (17)5.2.2白车身扭转刚度结果表达及评价标准 (18)5.2.3轿车白车身扭转刚度数据处理及分析结果 (18)5.3白车身弯曲工况分析 (22)5.3.1加载及约束条件 (22)5.3.2白车身弯曲刚度结果表达及评价标准 (22)5.3.3轿车白车身弯曲刚度数据处理及分析结果 (23)5.4本章小结 (25)第六章轿车白车身优化分析 (26)6.1引言. (26)6.2优化分析的基本原理 (26)6.3优化分析的基本步骤 (27)6.3.1在Hypermesh中完成相关设置 (27)6.3.2提交Nastran完成计算 (28)6.3.3提取灵敏度信息 (28)6.3.4确定优化方案 (28)6.4白车身优化结果分析 (28)第七章结论与展望 (29)7.1本文结论 (29)7.2工作展望. (29)参考文献 (30)致谢 (32)第一章.绪论1.1引言近几年，我国汽车工业快速而稳步发展，打造我国自主品牌、开发核心技术是我国汽车工业的必然选择。

基于ABAQUS的汽车覆盖件抗凹性分析

基于ABAQUS的汽车覆盖件抗凹性分析韦勇;裴磊;成艾国【摘要】抗凹性是反映汽车外覆盖件使用性能的重要指标之一.本文对抗凹性的理论及评价体系进行了研究,同时基于ABAQUS软件对某中高级轿车用后门进行抗凹性数值模拟分析,得到了后门的加载应力、应变曲线,进而对后门的抗凹性做出评价,对后门设计有理论指导意义.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2010(023)001【总页数】3页(P80-82)【关键词】抗凹性;覆盖件;有限元【作者】韦勇;裴磊;成艾国【作者单位】上汽通用五菱汽车股份有限公司,广西,柳州,545007;湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南,长沙,410082;湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南,长沙,410082;湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南,长沙,410082【正文语种】中文【中图分类】U463.83车身覆盖件承受外部载荷作用时抵抗凹陷弯曲及局部凹痕变形、保持形状的能力称为抗凹性，它是评价和反映覆盖件表面质量和使用性能的一项重要指标和特性。

车身覆盖件尺寸大、带曲率、有一定的预变形，在使用过程中常常会受到外载荷的作用。

如人为的触摸按压，静载荷以及行进过程中的振动以及掉落的树枝，碎石冲击动载荷等。

这些载荷往往使覆盖件形状发生凹陷挠曲甚至产生局部永久凹痕[1]。

对汽车覆盖件抗凹性的研究是伴随着现代汽车工业的飞速发展而开展起来的。

前期的抗凹性评价大部分是基于试验完成的，随着有限元数值模拟技术在覆盖件抗凹性应用中的不断完善，通过数值模拟板材在静、动态凹陷情况下的抗凹性能，对预测和评价板材的抗凹性具有直接指导意义。

本文对汽车覆盖件的抗凹性评价体系进行分析，对有限元软件算法及理论进行介绍，并基于ABAQUS软件对某中高档轿车用后门抗凹性进行了数值分析，为其结构设计和材料选取提供理论依据。

试件受外部载荷作用，变形特征表现为弹性和塑性两类。

基于有限元分析的FSC赛车车架轻量化设计

基于有限元分析的FSC赛车车架轻量化设计徐森;曹晓辉;胡朝磊【摘要】以大学生方程式赛车为实例,为了设计更高性能的车架,利用ANSYS软件校核车架的刚度,结合实验数据作为参考,在保证车架扭转刚度在目标值以上的前提下,不断修改车架的结构、钢管尺寸等,达到轻量化优化设计的目的,再通过软件分析车架强度与模态,保证车架的工作稳定性.优化后车架扭转刚度达到了2468.5N*m/deg,质量为27.659kg,达到预期设计目标.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)015【总页数】4页(P143-146)【关键词】FSC赛车;车架设计;有限元分析;轻量化设计【作者】徐森;曹晓辉;胡朝磊【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013【正文语种】中文【中图分类】U467前言轻量化是所有赛车及乘用车追求的目标，根据牛顿第二定律，F= m *a，在相同的牵引力下，质量减轻能获得更大的加速度，这是评判赛车动力性的三大指标之一。

FSC赛事油车车架大多是由4130钢管焊接而成的桁架式车架，质量在28kg左右，整车质量在230kg左右，因此车架的轻量化也是整车轻量化重要影响因素。

由于赛事规则的限制，各个车队赛车的车架在外形上都大同小异，因此在设计过程中，会通过对比规则，进行钢管直径、壁厚的优化、。

利用ANSYS进行刚度、强度分析，对于安全系数较高部分选用较细的钢管，或修改结构减少材料来达到轻量化目的。

1 车架三维建模车架的建模，为保证驾驶员的安全与驾驶舒适以及适应各零部件和总成在车架上的布置要求，根据 FSC 大赛车架结构规则、汽车人机工程学和赛车总布置的要求对车架进行初步设计[1]，其中依据车架的两个基本参数，即人机实验数据以及悬架硬点坐标。

车架的设计需要考虑人机工程学的设计，保证车手拥有良好的坐姿、方向盘与离合拉杆的位置方便车手操作，仪表显示重要的数据供车手参考[2]，而人机实验是通过对不同车手的测试来获得最适合车手的实验数据，并且各数据均在大赛规则允许范围之内[3]。