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两种CAE软件进行有限元分析的结果对比

2015/6/5    来源:Altair    作者:夏汤忠  刘文华  李径亮  孙华伟      
关键字:CAE  CAE仿真  有限元分析  
本文采用OptiStruct和Nastran两种CAE软件,分别研究了车身典型结构件的自由模态频率与实验测试结果的相关性。

引言

    随着有限元分析技术能力的提高,各种计算机辅助设计分析软件(OptiStruct、Nastran、ABAQUS等)为汽车车身设计提供了一个技术平台,极大地方便了汽车的设计。因此本文通过采用OptiStruct、Nastran软件分别对典型车身结构件的NVH模态性能进行了计算分析与实验分析结果的对比,来看看二者软件的差异是否均满足工程应用的需求。

    本文同时也对相同的BIW车身网格模型进行了固有频率的计算对比,以期比较两个软件是否有良好的模态频率相关性。

1 典型车身结构件模态分析与计算结果的对比

    有限元分析工作的基础是建立正确的有限元模型,正确的模型处理是实现真实、准确计算的前提。本结构件为帽型梁与平板通过14个ACM焊点连接而成,如果图1所示。其网格划分时网格平均尺寸的选取是5*5mm、20*20mm。

    我们分别采用了OptiStruct、Nastran软件配合相同直径的焊点进行建模和计算,并且与实物试验值作对比分析,实物试验状态见图2。

 图1 计算模型

图1 计算模型

 图2 实物模态试验

图2 实物模态试验

    将试验数据与数值分析结果进行比较具有重要意义,它可以直观地验证数值分析的准确程度,其计算结果和测试结果见表1。表2是不同软件模型的计算结果相对于试验频率值的误差率。从误差值来看,两个软件的模态计算结果精度,均可满足工程分析的要求。

表1 典型车身结构件帽型梁模态计算结果与试验值对比

 表1 典型车身结构件帽型梁模态计算结果与试验值对比

表2 典型车身结构件帽型梁模态计算结果与试验值的误差对比

 表2 典型车身结构件帽型梁模态计算结果与试验值的误差对比

    为了排除网格尺寸对结果精度的影响,我们分别在5mm*5mm、20*20mm的模型基础上,进行了计算。为了提高5*5mm小网格尺寸的计算精度,其模型的焊点采用了等效处理。从计算对比结果可以看到OptiStruct、Nastran软件均能够满足工程应用计算分析静度的需求。

责任编辑:吴星星
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