轿车发动机盖抗凹性分析
汽车发动机盖抗凹性的研究与应用
C L C NO. : U4 6 3 . 8 Do c u me n t C o d e : A A r t i c l e I D: 1 6 7 1 — 7 9 8 8 ( 2 0 1 4 ) 1 2 — 1 8 - 0 3
a . 夕 板 料厚 ,料厚变化 影响抗凹性 。增加料 厚,提高抗
的指导建议 。 关 键 词 :发 动 机 盖 ;抗 凹性
中图分类号 :U 4 6 3 . 8 文献标识码 :A 文章编号 :1 6 7 1 — 7 9 8 8 ( 2 0 1 4 ) 1 2 — 1 8 — 0 3 The Re s e a r c hi ng a n d App l i c a t i o n o f BI W Pa ne l De n t i n g o n Ve hi c l e Ho o d
e . 增强垫 ,外板 内表面增加增强垫 ,提 高局 部抗 凹性 ; f AI , 板拉延充分性。
在 上 述 影 响 外 板抗 凹 性 因 素 中 , 考 虑 到成 本 、 工 艺 、 重
但对发动机盖实物进行验证 ,结果表 明发动机盖抗 凹性不满
足 设 计 要 求 ,本 文 梳 理 影 响发 动 机 盖 抗 凹 的 因素 。重 点分 析 发 动 机 盖 内板 结 构 设 计 对 外 板 抗 凹性 的影 响 。 对C A E 分 析 方
Zha n g J i a n we i , Ch a i Z hi , Ya n g Ba ng a n
( A n h u i J i a n g h u a i A u t o mo b i l e C o . , L t d . , T e c h n o l o g y C e n t e r , A n h u i H e f e i 2 3 0 6 0 1 ) Biblioteka 有无油 罐效应 无
机盖表面凹陷的问题研究
机盖表面凹陷的问题研究【摘要】本文从凹陷产生过程入手,通过机罩受力、实车数据以及设计状态验证,找出问题的根本原因,解决问题的同时,也给出具有高性价比的提升容差方案,从根本上解决凹陷风险,提升机罩的外观品质。
【关键词】机罩、机罩锁、大灯密封条、凹陷。
0引言在汽车外观面中,门盖占据绝大部分,它的品质好坏往往直接影响着顾客对这款车的整体评价。
所以要提升汽车的外观质量,首先要确保门盖的品质。
本文针对某车型机罩表面的凹陷问题进行研究,通过机罩受力、实车数据及设计状态验证等方面进行分析,找到问题的根本原因,并给出增大容差范围的方案,提升机罩的外观品质,最终达到产品的期望。
1问题背景某车型试制阶段,在进行表面质量检查时,发现机罩前端机罩锁位置A处大凹陷。
凹陷的标准是结合顾客的感知制定的:1)大凹陷:凹陷明显,通过表面光线变化可明显看出2)中凹陷:凹陷较缓缓,仍可明显看出凹陷状态3)小凹陷:凹陷较缓,以挑剔的客户眼光可感知2原因分析2.1凹陷产生过程先后排查焊装车间机罩总成、焊装车间报交处、油漆车间报交处以及总装报交处,发现仅在总装车间出现,进一步排查,发现总装安装机盖锁、大灯、密封条等零件后,关闭机盖,A处出现不同程度凹陷,打开机盖,凹陷消失。
根据排查结果,可以判定凹陷是因为机罩外板受力后变形产生的。
2.2机罩受力分析该车型机罩上承受的力除常规的自身重力、机罩锁拉力、机盖缓冲块支撑力外,还受到大灯处密封条的反作用缺陷力。
受力关系为:F锁L锁+G盖L盖=F密L密+F缓前L缓+F缓后L缓机盖外板受到锁和密封条/bumper之间的反力过大,导致外板变形,产生凹陷。
1)Bumper反力可通过调整bumper高低改善2)机盖锁与锁扣的相对位置对锁扣拉力大小影响较大,并同时影响机盖与大灯间隙3)密封条反力的大小取决于密封条CLD值及密封条挤压空腔的尺寸2.3实车匹配分析对实车机罩及对手件数据进行采集,包括机罩总成及各安装点数据、机罩内板涂胶、机罩锁数据、大灯数据以及密封条数据;发现两处数据超差:(1)机罩锁扣位置偏高,因机罩锁安装时,高低方向可以调节,该超差影响可忽略;(2)大灯与密封条接触面尺寸偏高1.5~1.7mm,通过验证该超差对凹陷有不利贡献,需要解决。
发动机罩抗凹分析
3、发动机罩外板dent分析 B点处分析结果
载荷卸载至0位移云图
载荷卸载后变形为0.3768mm
18
19
载荷
♦ 细化如图区域,建立接触和加载荷,在直径 75mm上加载LCS X向,即垂直外板面指向外板 的方向施加100N的力后增加至225N,然后卸 载至零。
A
E
B C D
6
2、发动机罩外板OIL CANNING分析 A点处分析结果
载荷100N时位移云图
载荷卸载后位移云图
100N载荷时变形,面板变形为2.311mm,载荷卸载后变形为0.1021mm
从上图位移-载荷曲线可以看出,无oil canning现象发生.
14
3、发动机罩外板Dent分析
Hood-In-White; 直径25.4mm的刚体压头;
边界条件及载荷
边界条件
♦ 约束铰链安装孔处右图1-6自由度 ♦约束Bump处3自由度; ♦锁扣位置约束2.3自由度 ♦ 约束刚体参考点LCS 1,2,4,5,6自由度,即只放开垂直发罩外板面的移动自由度; ♦压头和门外板间的接触(共3个细化区域)
报告完成/人员 分析所用时间
2
目
录
1、有限元模型介绍-----------------------------------------5 2、发动机罩外板OIL CANNING分析----------------------------6 3、发动机罩外板dent分析----------------------------------18
15
3、发动机罩外板dent分析
载荷
♦ 细化如图区域,建立接触和加载荷,在直径 25.4mm上加载LCS X向,即垂直外板面指向外 板的方向施加130N的力,然后卸载至零。
轿车车身外覆盖件表面抗凹陷特性分析
轿车车身外覆盖件表面抗凹陷特性分析Car Body Panel Denting Resistance Analysis顾镭徐有忠高新华王灿军(奇瑞汽车有限公司乘用车工程研究院)摘要: 轿车车身外覆盖件表面刚性必须满足客户的使用要求。
本文首先简要概述了国外有关研究成果;接着简单说明了表面缺陷与油罐效应的概念;然后以某轿车的发动机罩为例,阐述了应用LS-DYNA的显式求解器进行表面抗凹陷特性分析的过程;最后,将这种方法与隐式算法得到的计算结果进行简单对比。
事实表明,采用该方法可有效分析轿车车身外覆盖件的表面抗凹陷特性。
关键词:抗凹陷分析轿车车身覆盖件油罐效应LS-DYNAAbstract: It is sure that Car body panel structure stiffness should be satisfied to customer usage requirement. This paper includes four phase. First, summary of research works in oversea. Secondly, introduce simply concepts of surface defect and oil canning. Thirdly, describes the process of utilizing LS-DYNA explicit solver to one car hood denting resistance analysis case. Finally, the results of this method and implicit arithmetic are compared. It is indicated in fact that this method is feasible and efficient to evaluate panel denting resistance.Key words: denting resistance analysis, car body, panel, oil canning, LS-DYNA1 概述轿车车身外表面的质量(光顺性与抗压能力)一直以来都是许多用户选购新车的重要的参考指标。
基于试验与仿真的汽车顶盖抗凹性能分析
基于试验与仿真的汽车顶盖抗凹性能分析作者:韦超忠和丽梅刘洋袁代敏李颖慧来源:《企业科技与发展》2021年第07期【关键词】汽车顶盖;抗凹性能;油罐;抗凹试验;数值仿真【中图分类号】U463.83 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688(2021)07-0040-040 引言汽车覆盖件在外力作用下抵抗变形的能力称为抗凹性能[1]。
申秋燕等人[2]基于薄壁理论对汽车顶盖的抗凹性能进行优化,并利用有限元仿真分析手段验证了优化结果。
韦东明等人[3]则系统地分析了顶盖弧度、加强筋、钣金件厚度及横梁间距对汽车顶盖抗凹性能的影响,并提出提高顶盖抗凹性能的方法。
刘瑜等人[1]基于国标和企标的典型评价准则提出了适用于仿真分析的汽车顶盖抗凹性能分析方法,为顶盖抗凹性能分析提供参考。
肖志等人[4]利用Abques 对碳纤维汽车顶盖的抗凹性能进行分析,结果表明顶盖抗凹性能满足设计要求。
武蕾等人[5]建立了钢板抗凹力学性能模型,并基于数值仿真分析方法分析了汽车覆盖件的抗凹性能。
油罐效应是衡量车身覆盖件动态抗凹性能的一项关键指标,预测油罐效应对于车身覆盖件的抗凹性能设计具有重要意义[1]。
上述研究主要基于试验与仿真手段研究车身覆盖件的抗凹性能,未能通过数值仿真分析手段对汽车顶盖油罐效应进行预测仿真分析。
本文通过正交试验设计法,识别影响顶盖抗凹性能的关键因素。
利用数值仿真分析手段分析汽车顶盖抗凹性能,能够在汽车顶盖的前期概念设计阶段较为准确地预测出油罐效应,对汽车顶盖抗凹性能设计具有重要参考意义。
1 抗凹性能评价指标抗凹性能指标主要分为静态性能指标和动态性能指标。
静态性能指标指的是覆盖件的初始刚度,衡量覆盖件初始抵抗变形的能力。
载荷位移曲线上可用曲线初始斜率表示(如图1所示)。
动态性能指标衡量的是覆盖件在外力作用下抵抗失稳的能力。
载荷位移曲线上表现为“大通过”或“急转现象”,即在很小的作用力下,出现大位移或者作用力急剧下降。
汽车开闭件屈曲、抗凹分析研究
汽车开闭件屈曲、抗凹分析研究摘要:近几年因为各种原因,与汽车有关的不安全事故频发。
因此,应在制造的过程中分析汽车的各项性能,汽车的开闭件屈曲、抗凹程度体现开闭件的平稳性,但是因为开闭件外板结构具有不稳定性,采用有限元的分析方式,提升开闭件的设计原理,体现屈曲、抗凹的性能。
关键词:开闭件;抗凹;研究分析汽车的组成部件涉及很多,像发动机、轮胎、方向盘、底盘等,在汽车的制造中需要提升每个组成部件的功能,汽车的使用效率及使用年限是由每个部件决定,应该在制造的过程中严控每个环节,提升其质量,保障汽车使用更能满足人们的需求,提升汽车的使用价值。
汽车在生产制造中应不断应用先进的技术,提升汽车各个部位的性能,促进用户安全的使用汽车,减少因为汽车不合格的问题引发的事故。
汽车开闭件作为汽车重要的组成部门,对汽车的性能有着关键的影响。
汽车开闭件稳定性主要是通过开闭件屈曲抗凹来体现,文章主要浅谈汽车开闭件屈曲、抗凹分析,提升汽车开闭件的稳定性,保障汽车安全的使用。
1汽车开闭件屈曲、抗凹采用有限元分析原理有限元的分析原理是采用数学中近似值方式,通过建立模型进行各项的分析,通过分析总结汽车开闭件的结构性能。
在实际中通过对汽车开闭件进行分解[1],将整体的问题划分为简单的每个区域的问题,通过对每个区域的性能进行分析,总结其特征。
因为在汽车开闭件的结构复杂,在实际中采用别的方式分析汽车开闭件的问题,会面临很大的问题,采用有限元的方式可以应对各种复杂的状况,有限元的近似值高,可以更加准确的说明汽车开闭件屈曲、抗凹的情况。
有限元的方法应用的很广泛,尤其是对于工业上的设备分析,采用这样的方式可以为设计提供依据,汽车开闭件的设计结构合理,平衡度高,才能保障在运行中的安全性。
汽车的闭合件作为其重要的组成部分,通过有限元的方式改进其设计原理,满足广大人民的需要,减少因为开闭件出现问题而造成汽车不能正常使用。
通过优化设计的方案,减少事故的发生几率,提升汽车的使用价值及性价比,相对于同业而言,汽车的竞争优势更大。
“大微客”微型汽车顶盖抗凹性的解决方案
于抗凹 , 同时 , 车 内外 观 影 响也 越 大 。 对 13 顶 梁 的布 置 .
在 汽车制造领域 , 覆盖件在 承受外部 载荷 的作用下 , 外 抵 抗 凹陷扭 曲及局部 凹痕变形 、 保持形状 的能力称 为抗 凹性 , 是 评价和反映覆盖 件表 面品质 和使用性能 的一项重要指标和特
为 顺 应 汽 车 市 场 细 分 、 型 多元 化 的发 展 需 求 , 型 汽 车 车 微
12 顶 盖 筋 条 的布 置 .
市场迎来 了“ 大微客” 时代 , 市面上 出现 了大批加长加宽车 型, 以满足用户群体对汽车的空 间要求。与此 同时 , 随着汽车市场
按 筋条布置方向 , 纵向型和横 向型或纵横交错型 3种。 有 纵 向为沿坐标 向, 向为沿坐标 Y向。一般选择纵 向筋条 , 横
的 日益升温 , 汽车价格战也 到了 白热化 阶段 , 如何 做到“ 加量
不 加 价 ”成 为汽 车 设 计者 需要 考 虑 的重 点 。 ,
横 向较少。从排水方 向考虑 , 不建议采 用纵横交错型筋条。 按 筋条 的截 面形式 , 有三角筋和梯形筋或其他。三角筋对 增加抗 凹性效果较明显 , 由于其从车 内看特征较为明显 , 但 一
摘 要: 通过分析影响微型汽车顶盖 关键特性抗凹性的相关 因素, 结合 某款车型的顶盖 系统 的设计 开发 , 介绍 了保证 “ 大微客 ” 顶盖抗
凹性的解决方案 , 实践证明该方案达到 了预期效果 , 具有推广价值 。
关键词: 顶盖 : 客 : 凹性 大微 抗 中 图 分 类号 U 6 .2 4 38 文 献 标识 码 : B 文章编号:62 5 5 2 1 1- 12 0 1 7 — 4 X( 0 0)0 0 5 - 3
车顶覆盖件抗凹和抗雪压性能分析与评价
车顶覆盖件抗凹和抗雪压性能分析与评价刘瑜;刘子建【摘要】In this paper, a finite element numerical simulation is conducted to study the dent and snow pressure resistance performances of vehicle roof panel. Firstly a finite element model for roof panel structure is estab-lished,the load cases and boundary conditions are determined,and a finite element analysis is performed to analyze the dent and snow pressure resistances of vehicle roof panel. Then based on the combination of SAE standard FM-VSS216 "roof crush resistance testing", national standard GB26134—2010 "roof crush resistance of passenger cars", and related enterprise's standards, an evaluation method of the dent and snow pressure resistance perform-ances of vehicle roof panel suitable for CAE analysis is proposed. Finally the rationality of the method proposed is verified by the analysis on a specific vehicle roof panel, providing references for the crush resistance design of vehi-cle roof panel.%本文中运用有限元数值模拟研究了车身顶盖的抗凹性能和抗雪压性能.首先建立了车身顶盖结构有限元模型,确定了载荷工况和边界条件,进行了车身顶盖覆盖件抗凹性和抗雪压性分析.接着将FMVSS216压溃试验标准、GB26134—2010抗压强度标准和企业使用的典型评价准则相结合,提出了适用于CAE分析的车身顶盖抗凹性能和抗雪压性能评价方法,最后通过某一车身顶盖的分析验证了所提出方法的合理性,为车身顶盖抗凹性设计提供了参考.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2017(039)011【总页数】5页(P1305-1309)【关键词】车身顶盖;抗凹性;抗雪压性;数值模拟【作者】刘瑜;刘子建【作者单位】湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082;湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082【正文语种】中文在汽车制造领域,覆盖件在外部载荷的作用下,抵抗凹陷扭曲与局部凹痕变形和保持形状不变的能力称为抗凹性。
车身外覆盖件抗凹性的分析及改进
落在了特定区域之外的时候,则证明了抗凹性能较好。
2 车身外覆盖件抗凹性的改进措施
依照后侧围相对薄Байду номын сангаас点的实际分布状况加以分析,如图1所 示,合理地调整好内板结构件和外覆盖件的接触点与接触面积,有 方向地按照具体方案执行。 2.1 方案一
在原有方案的基础之上,合理地移动原竖支撑筋条位置,添加 上一条和外板的支撑筋条。 2.2 方案二
抗凹性主要是从抗凹的强度、刚度、稳定性和残余变形等多个 方面展开的评价。抗凹刚度主要是指车身外覆盖件本身的抵抗凹陷 的能力加以评估检验,在外荷载F的作用之下,实际产生的凹陷挠 曲位移D的大小。产生了一定凹陷挠曲位移D的时候,通常都是伴 随着外荷载F的大小发生变化。外荷载作用发生的时候,位移-载荷 曲线的斜率值得以获取。
在原有方案的基础之上,点4、点5薄弱处,也就是中导轨凹 槽特征的延伸面上适当的增加一个横向外板支撑筋条,在下部需要 保证和方案基本一致。 2.3 CAE验证
在方案一中的位移-载荷曲线如图1所示,具体的结果相对比原 方案来说,在点1、点2、点3和点6的时候较好,在点4的时候效果 并不明显。
图1 方案一位移-载荷曲线
车身覆盖件一般是指在车辆表面上能够看到的钣金件,如门外 板、顶盖等。覆盖件的尺寸相对较大,往往是依照造型要求,设计 出不同的区域曲率。所有的覆盖件都需要经过冲压,塑造出特定的 造型,存有一定的预变形。在具体使用的过程中,一般是会受到外 荷载作用的影响,所以用户在购买车的时候,通过按压车身覆盖件 判断车辆的结实程度并不科学。但是这也是一种评定车身外覆盖件 抗凹性的手段。如果用户对于车辆的静态感知较差,将会影响到对 于整车的综合印象。
1 车身外覆盖件抗凹性的基本概述 1.1 基本定义
基于ABAQUS的汽车覆盖件抗凹性分析
对 汽 车 覆 盖 件 抗 凹 性 的 研 究 是 伴 随 着 现 代 汽 车 工 业 : 录 ,覆 盖 件 抵 抗 失 稳 的 能 力 称 为 抗 凹稳 定 性 (凹 ) 塑 P, 。
Ab ta t De tr s tnc sa m p ra ti itrwh c sar f ci n oft e o u o oi a 1 sr c : n ei a ei n i o tn ndco ih i e e to s l heus fa t m t vep ne.Thed n ei a c h o n v : e trss n et e r a d e a t y l
.
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。
关 键 词 :抗 凹 性 ;覆 盖 件 ;有 限 元
中图分 类号 :U 6 . 4 38 3
文 献标识 码 :A d i 03 6 /.s . 0 - 6 32 1 .1 3 o: . 9jsn1 2 6 7 .0 00 . 4 1 9 i 0 0
2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 4 0 8 ) . 10 2
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 A AQUS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 门的加娥 B
冲压工艺对汽车覆盖件抗凹性能影响分析
冲压工艺对汽车覆盖件抗凹性能影响分析摘要:抗凹性属于反应与评价汽车自身覆盖件所在表面质量及使用性能关键指标,本文主要是以某车型后背门处覆盖件、发动机的舱盖、前门这三种不同材料为对象,以数值的模拟分析方法为基础,从局部凹痕的抗力、抗凹的稳定性与刚度性这三个层面入手,综合分析冲压工艺针对于汽车的覆盖件自身抗凹性能相关影响,以便于为抗凹的目标值设定提供帮助。
关键词:冲压工艺;汽车;覆盖件;抗凹性能;影响前言:车身外形设计与制造能力,属于衡量现代汽车外形整体发展水准关键标准。
车身外形,主要由较大尺寸覆盖件所构成,常受到石子冲击、依靠及按压等各种载荷作用,导致覆盖件出现凹陷挠曲或永久性凹痕等。
车身的覆盖件自身所承受外部的载荷作用期间,抵抗凹陷的弯曲与局部凹痕的变形,维持形状能力即为抗凹性。
抗凹性属于反映、评价汽车的覆盖件自身表面质量及使用性能关键指标。
汽车的覆盖件是经过冲压处理工艺而成型,冲压处理会对于覆盖件的材料形成冲压硬化及延伸变薄各种影响,促使覆盖件的材料有变化状况出现,对其自身抗凹性能有着一定影响。
鉴于此,本文主要围绕汽车的覆盖件自身抗凹性能,结合冲压工艺进行综述分析,望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。
1.抗凹性的主要评价指标覆盖件自身抗凹性的主要评价指标即为:局部凹痕的抗力、抗凹的稳定性、抗凹刚度。
局部凹痕的抗力,主要指试件处于外荷载的作用之下有凹陷情况出现,除去载荷之后,该试件表面局部位置会有永久性凹陷保留情况存在,属于覆盖件自身抵御其局部凹陷塑性的变形能力;抗凹的稳定性,主要指的是试件处于外载荷到达一定标准后,抵抗弹性的变形力出现突然丧失情况,以至于失稳状况出现。
加载力处于一定程度范围后,位移会逐变大;覆盖件自身抗凹刚度会伴随力逐渐增加而发生相应改变;抗凹刚度,主要指的是覆盖件自身抵抗凹陷的挠曲弹性变形能力,借助载荷位移的曲线来表示。
抗凹的稳定性及刚度,属于体现着覆盖件自身弹性的性能,局部凹痕的抗力主要体现的是覆盖件自身塑性的性能。
汽车大板件抗凹陷性分析方法研究
汽车大板件抗 凹陷性分析方法研 究
王志 亮 刘 波 王淑英 2
(河北 工业 大学 机械 学院 , ’ 天津 30 3 ) 秦皇 岛职 业技 术学 院 , 0 10 ( 秦皇 岛 0 60 ) 6 10
Th s ar ho t o f h r e u o s e tSd n ss a c er e c f e me h do e I g r t - h e e t e it n e t a a r
汽车钢板抗 凹性是指覆盖件在承受外部载荷作用下 ,抵抗 凹陷屈 曲和局部 凹陷变形 的能力。可以从三个方 面进行考察 :
1 限元仿真分析 有
利 用 有 限元 对 汽车 () 1刚度 K, 考察抵抗变形的能力 , 可用 图 1 的刚度 线来评价 , 历 大 板 件 抗 凹 陷 性 分 析 是 程曲线在 刚度线上 方则 符合要求 , 否则不 符合 要求 ;2 不稳定 () 个相 对 比较 复 杂 的过
Ke r s De tr ssa c ; t f e s I sa l a u ; m n n e o ma i n y wo d : n e it n e S i n s ; n t b e v l e Re a t f r t f d o
中图分类号 : H1 , 4 文 献标 识码 : T 60 6 A
件的合 理设计 提供 了依据 。
关键 词 : 凹陷性 ; 抗 刚度 ; 不稳定 量 ; 残余变 形 【 src】 i tw ih ei a enat n eil dvl m n,u tilw r tecp bl Abt tLg - e t s nhsbe edo hce eeo et thso es h aa i a h g d g r fv p b
某乘用车引擎盖模态性能与抗凹性能分析
某乘用车引擎盖模态性能与抗凹性能分析金文辉(江铃汽车股份有限公司,江西南昌330200)摘要:采用有限元技术建立引擎盖离散化模型,基于N a s t r a n 软件对其进行自由模态仿真分析,其前三阶模态频率高于发动机 工作频率,能够满足振动特性设计要求。
基于多点激励多点响应方法对引擎盖进行模态测试,其仿真值与测试值比较吻合,因此具有 较高的准确性。
对其进行抗凹性能仿真分析,其薄弱区域的最大变形均低于目标值,符合设计要求。
关键词:引擎盖;有限元;模态;频率;抗凹中图分类号:U 467文献标识码:A文章编号:1671-2064(2020)22-0059-03China Science & Technology Overview/工艺设计改造及检测检修0. 引言汽车引擎盖是车辆重要的覆盖件,位于车辆的前端, 能够保护发动机等重要系统,有效减少发动机产生的噪声 和热量,为驾乘人员提供舒适的环境,同时降低空气阻 力,提升车辆的稳定性。
当引擎盖的固有频率与发动机的 工作频率相近时,会导致引擎盖产生共振,直接影响车辆 的舒适性。
当引擎盖的刚度性能偏弱时,将产生一定的永 久变形,会降低车辆的美观性同时影响正常的使用,因此 引擎盖的各项性能直接决定了车辆的舒适性和稳定性。
某 新型乘用车设计了一款引擎盖,能确保其模态性能和抗凹 性能符合设计要求,采用有限元方法对引擎盖进行模态性 能分析,然后进行模态试验对标,再对进行抗凹性能进行 校核。
1. 模态分析理论基础基于模态分析可以获取结构的振动特性,其主要包括 结构的固有频率及其阵型。
模态性能是结构的固有特性, 与外部激励载荷无关。
基于动载荷的虚功原理可以得到结 构的运动方程为P 1:M ~x + C i + Kx = P (t ) (1)式(1)中,M 是结构的广义质量矩阵;C 是结构的 阻尼矩阵;K 是结构的刚度矩阵;if 是结构的加速度矩阵;i 是结构的速度矩阵;x 是结构的位移向量;P ⑴是结构的激振力向量。
抗凹分析常见错误报告
抗凹分析常见错误报告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。
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。
1汽车覆盖件的抗凹性理论1.1抗凹性的基本概念与定义试件受外部载荷作用,变形特征表现为弹性和塑性两类。
试件抵抗凹陷挠曲的弹性变形能力称为抗凹刚度,对有一定曲率的扁壳覆盖件,外部载荷作用达到一定程度,抵抗弹性变形的能力突然丧失,发生失稳记录,覆盖件抵抗失稳的能力称为抗凹稳定性(Pcr,fcr)。
塑性变形则为外载荷作用下发生凹陷,载荷去除后,试件表面局部残留永久凹痕,而试件或覆盖件抵抗局部凹痕变形的能力称为局部凹痕抗力(DR)。
(1)抗凹刚度和抗凹稳定性。
通常以集中载荷下的连续载荷(P)-位移(F)曲线(一次加载法)作为检测方法,在车身设计和制造阶段对两者做预估和检测与成形过程密切相关,并可对其做出评估。
(2)局部凹痕抗力(DR)。
以多次循环增量法(逐次加载法)施加静载荷,在试件上形成凹痕,按一定载荷一定能量Pd产生的凹痕深度dp或产生一定深度凹痕所需的载荷、能量Pd作为评价静态局部凹痕抗力的定量指标.。
对汽车板材及覆盖件凹痕变形、抗凹性能进行理论研究,研究凹痕变形、抗凹性的力学机理,可以得到抗凹性能和材料参数、边界参数及试验参数的定量关系,从而可以对抗凹性试验方法的确定起到理论指导作用。
车顶覆盖件抗凹和抗雪压性能分析与评价
基于ABAQUS的引擎盖抗凹刚度分析
基于ABAQUS的引擎盖抗凹刚度分析
邢志远
【期刊名称】《机电技术》
【年(卷),期】2012(35)1
【摘要】抗凹性是反映汽车外板性能的重要指标之一。
文章根据抗凹性理论,并
基于ABAQUS软件,运用其隐式算法,考虑了材料、几何及边界的非线性,对某车型引擎盖进行抗凹性模拟分析。
汽车引擎盖经常由于强度过低而导致质量问题。
通过对引擎盖的抗凹性的分析及评价,为引擎盖的结构设计提供了总要的指导意义。
【总页数】2页(P102-103)
【作者】邢志远
【作者单位】东南福建汽车工业有限公司研发中心,福建福州350l19
【正文语种】中文
【中图分类】U466
【相关文献】
1.基于ABAQUS的引擎盖抗凹分析
2.基于ABAQUS的某款SUV后背门抗凹性能分析
3.基于ABAQUS 的车门外板抗凹性能分析
4.基于Abaqus的壳体有限元抗凹分析与结构优化
5.基于abaqus的轿车外覆盖件抗凹性有限元分析
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Altair 2009 HyperWorks 技术大会论文集
轿车发动机盖抗凹性分析
肖介平 张立玲 郁向东 叶子青
北京汽车研究总院 CAE 技术部门
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Altair 2009 HyperWorks 技术大会论文集
轿车发动机盖抗凹性分析 Outer Panel Denting Analysis of Car Hood
肖介平 张立玲 郁向东 叶子青 (北京汽车研究总院 CAE 技术部门 北京 100021)
摘
要:轿车外覆盖件的抗凹性直接影响整车的外观品质。
本文借助于 HyperMesh 前处理平台建立了某
轿车发动机盖的有限元模型,采用 ABAQUS 求解器对发动机盖的指压和罐压两种工况进行了数值模拟分 析,给出了相关评价标准,对轿车发动机盖的抗凹性设计具有一定的指导意义。
关键词: HyperWorks,HyperMesh,发动机盖,抗凹性,指压,罐压 Abstract: The out panel's dent resistance ability could directly affect the appearance quality of whole
car. The FEM model of a car hood was built using HyperMesh, and hood’s dent resistance including the dimpling and oil-canning denting was analyzed using ABAQUS solver. The analysis method and evaluation criterions in denting simulation could have some guiding significance on the design of the car hood denting.
Key words: HyperWorks, Hood, Denting, Dimpling, Oil-canning
1 概述
发动机盖抗凹性分析是评价其在使用过程中,受到如手指触摸按压,罐状物体挤压等载荷工况下外板 薄弱区域抵抗凹陷挠曲的能力,即考察载荷作用下的最大变形情况和局部区域在卸载后的永久变形情况。
轿车发动加盖的抗凹性直接影响整车的外观品质,因此在发动机盖设计开发过程中,有必要进行抗凹性分 析。
本文拟对某轿车的发动机盖的指压和罐压两种工况进行抗凹性分析,指压(Dimpling)分析采用指压 探头,模拟手指按压外观件的情况。
罐压(Oil-canning)分析采用罐压探头模拟较大表面物体按压外观件 的情况, 基于 HyperMesh 前处理平台创建发动机盖有限元模型, 采用 ABAQUS 进行准静态非线性分析, 考察外板局部区域受外力作用时的弹性恢复性能,及外力卸载后的残余变形。
2 有限元建模
2.1 发动机盖
进行发动机盖抗凹分析需要建立发动机盖和铰链的有限元模型,选用壳单元,基本网格尺寸 10mm, 发动机盖受压部位使用 2mm 标准进行网格局部细化。
单元质量的控制从两方面把握: (1)发动机盖几何 对称部分应保持网格对称,关键部位孔的周围不允许有三角形单元 ,需进行自由边(Edges) 、重复节点 和法向检查; (2)单元质量根据图 2 所示网格质量标准要求进行控制,发动机盖的有限元网格模型见图 1。
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图 1 网格划分标准
2.2
探头
探头几何形状按照分析方法不同可分为指压探头和罐压探头。
探头采用中面位置壳单元建模,料厚为
2mm。
探头按照 3mm 尺寸进行建模。
分析中需要定义探头模型为刚体。
指压探头的几何形状为半径 20mm 的半球, 罐压探头的几何形状为直径 40mm 高度 25mm 的圆柱,见图 3。
(a) 指压探头 图 2 发动机盖有限元网格
(b) 罐压探头 图 3 探头模型
2.3 材料参数
发动机盖外板的应力应变曲线见图 4。
应力/ MPa
应变 图4 发动机外板的材料应力-应变曲线
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3 分析设置
3.1 接触定义
外板与探头接触部位定义接触, 接触对的类型选用面面接触, 选取网格较粗刚度较大的探头作为主面, 选取网格较密刚度较小的外板作为从面。
利用 HyperMesh/ABAQUS 接口模块定义接触面,接触属性。
3.2
选取分析考察点(Worst Point)
外板抗凹薄弱部位的选取有两种方式: ( 1 )基于发动机盖的模态,对发动机盖与车身其他部件相连接的部位进行全自由度约束,计算前
300HZ 的模态,查看模态计算结果,选取刚度较弱的位置作为考察点。
(2)全约束发动机盖与车身连接部位,在外板沿着单元的法向施加 1e-3 单位压强,考察刚性薄弱部 位。
本文采取第二种方式,得到该发动机盖的薄弱部位如图 5 所示。
图 5 分析考察点(worst point)
3.3 计算边界条件
抗凹性分析的约束及载荷边界条件见表 1。
表1 边界条件 指压工况载荷 罐压工况载荷 加载位置 载荷方向 位移约束条件 指压和罐压工况分析的载荷和位移边界条件 描述 在整个分析过程中均匀加载和卸载 0~100N 的载荷 在整个分析过程中均匀加载和卸载 0~445N 的载荷 探头在分析中作为刚体考虑,加载点为该刚体的运动基准点 沿着接触面法线方向并指向外板(与局部坐标系某一轴向一致) 对发动机盖与车身其他部件相连接的部位进行全自由度约束 探头可以沿着接触面的法线方向做直线运动,约束其他方向的自由度
3.4 求解与输出
从 HyperMesh 输出 inp 文件,利用 Abaqus 进行求解得到 ODB 格式的结果文件。
输出整个分析过程 中外板受压部位沿着接触面法向的位移和残余变形。
4 分析结果
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将求解得到的 ODB 格式的文件导入 HyperView 中查看外板薄弱部位在指压和罐压各个整个分析过程 中的最大位移以及残余变形,如图 6 和图 7 所示。
外板考察薄弱点的指压最大位移为 2.51,残余变形为 2.6e-5,罐压最大位移为 7.473,残余变形为 1.06e-5,单位为 mm。
本文所分析的发动机盖指压抗凹性的 最大残余变形小于 0.05mm,最大塑性应变小于 0.2%,罐压抗凹性最大残余变形小于 1mm,最大塑性应 变小于 0.2%,由此得出该发动机盖的外板抗凹性能良好,达到设计要求。
(a) 指压
(b) 罐压
图 5 指压和罐压工况分析的最大位移场云图
(a) 指压
(b) 罐压
图 6 指压和罐压工况分析的残余变形云图
最大变形 / mm
图 7 指压和罐压工况分析的加载与卸载变形曲线
5 结论
(1)本文在发动机盖抗凹性分析中,可采用两种方法选取考察点位置,本文所采取的法向施加单位 压强法具有较为直观的物理意义,可以减少发动机盖抗凹性分析选点的盲目性,可以推广至车身外覆盖件
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抗凹性分析中。
(2)发动机盖抗凹性分析中不允许出现太大的变形以及局部的失稳凹陷,本文给出了相关评价标准, 采用该分析方法进行抗凹性分析可为发动机盖的抗凹性设计提供一定的设计依据。
6 参考文献
[1] 于开平,周传月,谭惠丰等. HyperMesh 从入门到精通[M]. 北京:科学出版社,2005 [2] HyperWorks User’s Manual. Altair
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