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ABAQUS—种新焊点模型及在白车身弯扭刚度分析中的应用

2017/5/19    来源:互联网    作者:王力      
关键字:ABAQUS  焊点  NTM  白车身  刚度分析  
摘要:基于ABAQUS的焊点模型主要采用Fastener的方式,这种焊点模型由于使用了分布式约束方式构建连接关系,导致焊点模型刚度偏大。在白车身弯扭刚度分析时,采用这种焊点模型的计算结果误差会大。研究了一种基于绑定接触方式的新焊点模型,将其命名为NTM模型。这种焊点模型可以定义与实际焊核相同的焊核截面,焊核与钣金壳单元之间的连接方式为绑定接触。分别采用以上2种焊点模型建立某A级轿车白车身有限元模型并进行弯扭刚度分析,将仿真分析结果与试验结果对比研究,结果表明:在白车身弯扭刚度分析时,采用NTM焊点模型的分析结果精度更高。

    对于双帽型结构,很多学者进行了模态分析与试验研究。由于其结构是标准结构,可以借鉴相关的试验研究结果,用于本研究中的精度研究。比较有代表性的是参考文献中的试验结果。

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    2.2 结果对比研究

    采用统计学的方法分析两种分析模型的精度,引入误差函数。误差函数,即标准差,用于评估焊点模拟的精度,其方程为:

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    将表1中数据代入方程(4)中,分别求得NTM与C0NN3D2焊点模型的分析误差为3.9%与9.9%。一般认为,分析的误差在5%以内为较好的计算结果,可见NTM焊点的精度明显高于C0NN3D2焊点,具有较高的计算精度,有工程应用价值。

    3 白车身弯扭刚度分析

    3.1 白车身弯扭刚度分析方法

    白车身的弯扭刚度表征了结构承载与变形的关系,是车身结构动力学设计的基础。

    白车身的扭转刚度分析,通常的方法是:先将白车身固定,然后在前减振器支座处施加一个扭矩T,最后测量加载点处产生的垂直位移。将此位移进行换算,可计算得到扭转角度。扭矩与扭转角的比值即是扭转刚度。在设计开发中,通常重点考察前端扭转刚度,对于四驱车型,还应该考虑后端扭转刚度。

    白车身弯曲刚度分析的加载点在前后排座椅上乘客重心位置。加载完成后,沿车身纵向测量各点的垂直位移。计算垂直位移最大点位置刚度值,以此刚度值作为白车身弯曲刚度性能的参考。

    3.2 有限元分析与验证

    NTM焊点建模方式与传统方式有所不同,因为其构造方式为B31单元,并通过绑定约束来建立焊接关系。这种构造方式就决定了,NTM焊点的建摸过程相对比较复杂。特别的,对于有数千焊点的白车身而言,必须有足够高效的焊点生成方法。为此,研究了NTM焊点快速生成方法的流程。

责任编辑:张纯子
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