微型车地板使用CAE分析开裂的要点探讨
汽车车架纵梁开裂cae分析及改进设计
车辆工程技术137维修驾驶0 引言 本文选择的研究车型为某越野车，该车型的前悬架为扭杆式双横臂独立悬架，后桥为四连杆可变刚度螺旋弹簧整体桥式，这种结构能够确保越野车的驾驶性能，同时还能确保驾驶人员的舒适程度，但是在车型试运行过程中，发现汽车车架纵梁容易出现开裂问题，为此，本文针对这一问题进行CAE 分析及改进设计。
1 汽车车架纵梁开裂CAE 分析1.1 建立CAE 分析模型 本文对传统的车架结构CAE 分析模型进行了简化处理，具体是省略了部分非承载构件，以荷载作用点为单元节点。
通常情况下，在对汽车进行CAE 分析时，大部分选择梁单元模型，这是因为梁单元模型能够更好的模拟变形效果，但是其应力分析效果是有限的。
此外，梁单元并不能描述复杂的车架结构，同时还会忽略扭转操作导致的截面变形，因此，应用梁单元模型作为CAE 分析模型得到的计算结果并不准确[1]。
为此，本文为了得到更加精确的计算数据和结果，选择应用shell 单元模型为CAE 分析模型，在结合本次实验车型结构进行简化处理后，到了得到了最终的CAE 分析模型。
汽车车架纵梁开裂CAE 分析及改进设计程思远（江铃汽车股份有限公司,南昌 330001）摘 要：本文首先进行了汽车车架纵梁开裂CAE 分析，其次提出了汽车车架纵梁改进设计方式，在分析汽车车架纵梁开裂原因的基础上，改进汽车车架纵梁开裂相关联结构设计方式，以此来消除汽车车架纵梁开裂问题，进而提高汽车车架纵梁相关联结构质量，确保行车安全，同时降低汽车的维修概率和费用。
关键词：汽车车架；纵梁开裂；CAE 分析；改进设计 单元网格划分及单元规模是影响CAE 分析模型计算结果精确程度的重要因素之一，本文应用的大部分单元网格规格为8cm×8cm，此为一般单元；针对部分特殊结构，如连接位置、截面变化位置等应力集中位置，应用的单元网格规格为2cm×2cm，此为细化单元；一般单元与细化单元之间相连接的位置应用三角形板单元，此为过度单元。
某轻型商用车车架断裂CAE分析及改进方法
某轻型商用车车架断裂CAE分析及改进方法作者：邱垂翔林济余胡慧慧来源：《CAD/CAM与制造业信息化》2013年第07期本文利用CAE软件对某轻型商用车车架出现断裂的原因进行了分析，通过CAE软件建立了满足汽车行驶及承载工况的标准模型，并利用这些模型在CAE仿真软件中进行了强度、应力、扭曲和疲劳寿命的分析，为车架的设计和改进提供参考。
车架的作用是承受载荷，包括汽车自身零部件的重量和行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等。
所以车架的强度和刚度在车架设计中十分重要，深入了解车架的强度特性是车架结构设计改进的基础。
以前对车架的设计主要考虑车架的静强度，考虑车辆行驶中受动载荷时的影响，在车架最大载荷前乘以一个动载荷系数。
当今，由于车辆的轻量化设计和降成本的要求越来越高，车架结构强度研究应该更为精细，国内外汽车行业已将CAE分析应用于车架强度计算。
因为CAE分析数据运算速度快，分析成本低，计算精度高，模型修改比较方便，使车架的动态分析成为了可能。
本文主要介绍了如何采用CAE仿真分析的方法对某型商用车架断裂强度进行分析及改进的过程。
一、对故障信息进行采集分析截止到开始进行分析时，根据提供的车辆事故调查表，进行了分类统计分析，出现车架严重开裂的故障车共8台，其中两驱1台，四驱7台，其中有6台使用路况较为恶劣，有2台存在超载现象。
按使用地区来分，有4台在云南，1台在贵州、1台在新疆、1台在青海，四地故障车辆总和占总故障车辆的87.5%。
从以上分析可以看出故障车辆主要出现在西部及西南地区，且使用路况较恶劣，有超载现象。
经统计，车架断裂部位主要集中在第一横梁以及纵梁，有6台次车在第一横梁部位出现开裂，7台次车发生纵梁断裂，如图1～图3所示。
通过以上信息分析，此次改进方案主要针对四驱车型，通用部分同时考虑两驱车型，包括第一横梁、纵梁以及第六横梁。
二、故障分析1.模型描述传统的车架有限元模型分析一般采用梁单元，该方法简单方便，但是有些情况下精度不高，如在货箱上采用梁单元则过度简化。
裂纹模拟心得
Abaqus裂纹模拟心得（Contour Integral不是XFEM）最近由于项目需要，做了一些裂纹相关的模拟，在此把一些心得体会贴到论坛上与大家分享，如有不当之处，欢迎大家指正！本帖主要侧重于介绍裂纹定义过程中各个选项的意义，具体的操作过程论坛里已经有高手做了很好的教程，至于断裂力学理论推荐大家看一下沈成康写的《断裂力学》一书。
裂纹的定义和输出需要用到interaction模块和step模块：一、Interaction模块1.1预制裂纹（步骤：菜单/special/crack/assign seam）注意：并不是作裂纹分析都要定义seam，如果你的裂纹不是一条缝，而是一个缺口，则不需要assign seam，直接走下一步（定义裂纹）就行。
1.2创建裂纹（步骤：菜单/special/crack/create，type：contour integral）—crack front：crack front是用来定义第一围线积分的区域，2D下我们可以选择包围裂尖点的面，3D则选择包围裂尖线的面；另外还有一种定义crack front的方法，就是直接选择裂尖点（2D）或裂尖线3D），用这个方法定义crack front不需要再定义下一步的crack tip/line，比较简便，两种方法算出的结果没有明显的差别，其实只是影响积分路线的问题，但是J 积分值是路径无关的，看个人喜好吧—crack tip/line：这个比较好理解就是裂尖点（2D）或线（3D），如果我们在上一步中用方法二定义crack front，这一步就直接跳过了—crack extension direction（定义裂纹扩展方向）：这里定义的其实是一个虚拟的裂纹扩展方向，定义了这个参考方向后，我们才能通过输出的角度判断裂纹扩展方向，可以通过两种方法：o q vector：输入一个方向，用来作为计算裂纹的扩展方向的参考方向；o normal to crack plane：crack plane表示裂纹的对称面（当裂纹在一个平面内时，可能需要分开定义多个裂纹），这种方法下我们只需定义裂纹面的法线方向，通过（t表示裂纹尖端的切线）,会在每个节点得出一个q方向（如下图）；o注意：q的方向对输出的应力强度因子，J积分等都会有影响，一般情况下，q最好在裂纹平面内，且垂直于裂尖线的切线，否则算出的应力强度因子，J积分值等等在不同围线积分中会差别较大。
基于有限元的某轻型载货汽车驾驶室地板结构开裂分析与改进
基于有限元的某轻型载货汽车驾驶室地板结构开裂分析与改进随着现代物流业的发展，轻型载货汽车的需求逐渐增加。
然而，在使用过程中，很多轻型载货汽车驾驶室地板结构存在严重的开裂问题，这破坏了车辆的结构完整性，并影响到驾驶员的安全驾驶。
因此，本文将针对某轻型载货汽车驾驶室地板结构的开裂问题进行分析和改进。
首先，本文利用有限元软件建立了该轻型载货汽车驾驶室地板结构的互连荷载模型，并进行了有限元分析。
分析结果表明，地板结构存在应力集中现象，其中靠近底板骨架的位置应力值较大。
在长时间的使用过程中，地板结构在这些位置发生了开裂。
接下来，本文提出了改进方案。
首先，通过增加地板结构的材料强度，可以有效地提高地板结构的抗裂性能。
然而，这种方法成本较高，且并不能完全消除地板结构的开裂问题。
因此，本文还提出了一种通过改变地板结构的几何形状来改善其抗裂性能的方案。
具体地，本文提出了增加地板结构侧面的弯曲曲率，通过这种几何形态上的改进，可以减少地板结构在应力集中区域的应力值，并提高地板结构的抗裂性能。
最后，本文针对该轻型载货汽车驾驶室地板结构开裂问题提出了综合改进方案。
具体来说，综合考虑增加地板结构材料强度和改变地板结构几何形状等多种因素，并进行整体优化，以达到更好的抗裂效果和更经济的成本效益。
综上所述，本文通过有限元分析以及改进方案的提出，对某轻型载货汽车驾驶室地板结构的开裂问题进行了有效解决。
尽管改进方案中仍存在一定的技术和成本挑战，但这个模型的提出和优化对轻型载货汽车的行业发展将会具有重要作用。
在整个改进方案中，有限元分析是重要的一步，它可以帮助用户更好地理解整个结构在使用过程中的情况，从而有针对性地提出改进建议。
在这个案例中，有限元分析揭示了地板结构中的应力集中现象，但是建议的改进方案不应止于此。
通过综合考虑多种因素，我们可以找到更加全面和有效的改进方案。
除了地板结构材料强度和几何形状的改变，另一个可以考虑的方案是通过加强地板结构的支撑杆来提高抗裂性能。
汽车覆盖件拉伸起皱开裂分析与控制
定期对设备进行 维护和检查，确 保设备处于良好 的工作状态。
加强员工培训，提 高员工对生产过程 中可能出现的异常 情况的敏感度和应 对能力。
建立完善的生产过 程监控体系，对生 产过程中的关键环 节进行实时监控和 记录。
定期进行设备维护和检查
定期进行设备维 护和检查，确保 设备处于良好状 态。
严格控制材料质 量，选用优质材 料，避免因材料 问题导致起皱开 裂。
复合材料：结合 多种材料的优点， 提高综合性能
新工艺研究：探 索新的加工工艺， 降低起皱开裂风 险
新型检测技术的研发与应用
介绍新型检测技术如红外线检测、超声波检测等在汽车覆盖件拉伸起皱开裂检测中的应用。
探讨新型检测技术的优势，如高精度、高效率、非接触等。
分析新型检测技术对汽车覆盖件拉伸起皱开裂控制的影响，如提高控制精度、降低生产成 本等。
湿度控制：保持生产环境的湿 度适中，避免过湿或过干。
清洁度控制：保持生产环境的 清洁度，避免灰尘、杂物等污 染汽车覆盖件。
空气质量控制：确保生产环境 中空气流通，避免有害气体和 异味影响汽车覆盖件的品质。
汽车覆盖件拉伸起皱开裂的预 防措施
加强生产过程监控
对生产过程中的各 个环节进行严格监 控，确保工艺参数 的稳定性和准确性。
汽车覆盖件拉伸起皱开裂会导致车辆的安全性能下降，增加交通事故的风险。
增加生产成本
增加生产成本：由于需要修复或更 换损坏的零件，导致生产成本增加。
损害品牌形象：汽车表面出现质量 问题，会损害品牌形象和消费者对 品牌的信任度。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
降低产品质量：起皱和开裂会影响 汽车的外观和性能，降低产品质量。
微型车地板使用cAE分析开裂的要点探讨
［ ２ ］兰凤崇，李涛．客车车身结构件对整车刚度的影响［ Ｊ ］ ．汽车工程，
２ ０ ０ ２ （ ２ ） ．
［ ３ ］刘子建 ，叶南海．现代 Ｃ Ａ Ｅ基础与应用技 术［ Ｍ］ ．长沙 ：湖南大
学出版社 ．２ ０ ０ ５ ．
分析手段有限 ，许多对此类分析 的技术 尚未成熟 ，故本文也未 做介绍 。因此 ，即使在 强度 、刚度分析结果都 没有 问题 的情况
３ 结果的选择
综上 所述 ，Ｃ Ａ Ｅ只是一种辅 助工具 ，工程师需对 Ｃ Ａ Ｅ的
下 ，也有可能存在路试时地板局部疲 劳开裂 的情况。
４ 结语
本 文所述 Ｃ Ａ Ｅ使用过 程要 点是工程 师在 地板设计过 程 中
及解 决试 验车过程 中使用 Ｃ Ａ Ｅ进行 指导 的实际经 验 的总结 ，
同时 ，为了营造和谐幸福 的企业人 文氛 围，以示 范园为平 台 ，
举办大型交友会 、集体婚礼等活动 ，在增加员工对企业的认 同 感和幸福感的同时展示企业的精神风尚。通过举办一系列活动 ，
向社会各界开启介绍和认知明阳生化集 团的又一个窗 口。
参
横 ，２ ０ ０ ８ （ ３ ） ：４ ６ — ４ ７ ．
要将企业 文化凝聚人 心作为 国有企业思 想政治 工作新 的着力
点 ，在企业制度建设 中凸显以人 为本 ，丰富员工文化生活 ，促 进思想政 治工作 的广泛开展 ，从 而推动企业文化建设 。
果等水果品种 。该集 团可依托示范园建设 ，根据企业实际情况 ， 搭建特色农业展示平 台，吸引四面八方 的宾 客前来参 观交流 。 考 Nhomakorabea文
献
［ １ ］张如学．论企业文化建设与思想政治工作的有效结合 ［ １ ］ ．江海纵
Abaqus裂纹扩展分析
定义初始粘合裂纹面可能裂纹表面建模时采用采用主、从接触面来定义。
在接触形式中，除了有限滑动、面对面形式以外，其他所有接触形式均可使用。
预先定义的裂纹面在初始时应部分粘合，裂纹尖端因而可以被Abaqus/Standard显式识别。
初始粘合裂纹面不能采用自接触形式。
定义初始状态（initial condition）以识别裂纹初始绑定部分。
用户可以定义从接触面（slave surface）、主接触面（master surface）、以及用来识别从接触面初始部分粘结的节点。
从接触面上没有粘结的部分表现为正常接触面。
主接触面及从接触面均需要指明。
如果没有节点如上所述被定义，初始接触状态将被应用于整个接触对。
这种情况下，不能识别出裂纹尖端，因而粘结面不能分开。
如果节点如上所述被定义，初始解除状态将被应用于从接触面上已定义的节点处。
Abaqus/Standard将进行核对以确保所定义节点只包含从接触面上的节点。
*INITIAL CONDITIONS, TYPE=CONTACT激活裂纹扩展能力（crack propagation capacibility）裂纹扩展能力需要在STEP定义中被激活，以确保初始部分粘合的2个面有可能产生裂纹扩展。
用户需要指明会产生裂纹扩展的面。
*DEBOND, SLA VE=slave_surface_name，MASTER=master_surface_name多裂纹扩展裂纹可以在一个或多个裂纹尖端处产生扩展。
一个接触对可以在多个裂纹尖端处产生裂纹扩展。
然而，对于给定的接触对只能拥有一个裂纹扩展准则（crack propagation criterion）。
定义开裂振幅曲线（debonding amplitude curve）开裂产生后，通过从接触面节点及主接触面相应节点上大小相等方向相反的力产生面间牵引。
当采用临界应力准则、临界裂纹开口位移准则、裂纹长度-时间破坏准则时，用户可以定义粘结面上某点产生开始时，上述力以何种方式降至零。
汽车覆盖件拉伸起皱开裂分析及控制..
汽车覆盖件拉延起皱开裂的影响因素及控制措施1引言以车身覆盖件为代表的冲压零件多由复杂的空间自由曲面组成，其成形时坯料上各部分的变形状态比较复杂 , 差别较大 , 各处应力也很不均匀，常出现破裂、起皱、波纹、扭曲、松弛、瘪塘等质量缺陷。
使得汽车覆盖件成为板料成形领域最难成形的零件。
有的浅复杂曲面零件，因在拉深过程拉深变形不充分而起皱，而且造成刚性不足。
为了防止起皱、增加刚性，可采取措施使压料面的材料减少流动或基本不动。
在这种情况下，零件的成形主要是依靠材料的局部变薄而成形的。
故其拉深变形特点基本上与局部变薄拉深相似。
有的零件由于在同一平面上拉深的深度不一致又不对称，沿周边各处变形不均匀，以致发生起皱和拉裂现象。
为了控制拉深过程中材料流动均匀、变形充分而又不出现起皱和拉裂，在冲压上采用的措施基本上是开流和限流。
开流就是在需要材料流动的地方减小阻力，使其顺利流动，以避免材料变薄甚至开裂。
限流就是在不需求材料流动的地方加大阻力，限制其流动，以免多余的材料产生波浪而发生起皱。
开流和限流的目的，都是为了合理控制板料流动，改善覆盖件成形时的力学条件，促使材料各处的变形均匀一致，保证坯料在拉延过程中不起皱，不破裂，提高零件的成形性。
拉延件的工艺性是编制覆盖件冲压工艺首先要考虑的问题，只有设计出一个合理的、工艺性好的拉延件，才能保证在拉延过程中不起皱、不开裂或少起皱、少开裂。
在设计拉延件时不但要考虑冲压方向、压料面形状、拉伸筋的形状等可变量的设计，还要合理地增加工艺补充部分。
各可变量设计之间又有相辅相成的关系，如何协调各变量的关系，是成形技术的关键，要使之不但满足该工序的拉延，还要满足该工序冲模设计和制造工艺的需要，并给下道修边、翻边工序创造有利条件。
2拉延方向的选择在车身覆盖件的工序设计中，拉延方向的选择为第一步，也是关键的一步。
它不但影响拉延时板料的流动和模具结构的设计，决定能否拉出合格的拉延件，而且影响到拉延件深度、压料面形状、工艺补充部分的设计甚至直接影响到后工序。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
参
横 ，２ ０ ０ ８ （ ３ ） ：４ ６ － ４ ７ ． 张如学． 论企业文化建设 与思想政治工作的有效结合 ［ Ｉ ］ ． 江海纵
［ ２ ］刘洁 ，苑丽．探 索企业 文化与基层 思想政 治工作 相结合 的新思路
４ 结语
企业 文化对凝 聚企业人心有着重要的作用 ，而企业 的凝聚
及解决试 验车 过程 中使 用 Ｃ Ａ Ｅ进 行指 导的实 际经验 的总结 ， 应用在一定 车型上收到 了较好的效 果 ，可作为设计指导。本文 旨在为广大工程师 使用 Ｃ Ａ Ｅ工具进行地 板分析 时提供借鉴 。
险的 ，需要进行判断 。方法之一是看地板材料 的屈服极 限，计 算得出的应力值若小于屈服极限 ，则理论上在此工况下地板不 会开裂。方法之二是对 比其他无 开裂的量产车 型的分析结果 ， 若应力小 于无 开裂量产车的应力值 ，则可判 断在此工况下 ，地
３ 结果 的选择
综 上所述 ，Ｃ Ａ Ｅ只是一 种辅助工具 ，工程师需对 Ｃ Ａ Ｅ的
下 ，也有可能存在路试时地板局部疲劳开裂的情 况。
４ 结语
本文所述 Ｃ Ａ Ｅ使 用过程要点是工程 师在地板设 计过程 中
分析结果进行分析后 ，再对零 件做 出更改判断 。
从强度分析结论来看 ，达到多少兆帕可 以认 定为无开裂风
［ Ｊ ］ ．现代企业教育 ，２ ０ ０ ８ （ ８ ） ：９ ４ ．
．
［ 责任编辑 ：蒙 薇］
２ ２
板不会 开裂。焊点力的分析结果与之类似 。 从刚度 分析结 论来看 ，判断达 到多少 刚度为合 格 的 ，可
参
考
文
献
［ １ ］郭竹亭． 汽车车 身设计（ 下册 ） Ｅ Ｍ］ ． 长春 ：吉林科 学技术 出版社 ，
１ ９ ９ ４ 。
以采 用对 比其他 车型分析 结果 的方 法 ，也 可 以通过 实验测 算
数据 。
［ ２ ］ 兰凤崇，李涛．客车车身结构件对整车刚度 的影响［ Ｊ ］ ． 汽车工程 ，
２ ０ ０ ２ （ ２ ） ．
经过上述强度 、刚度分析后 ，因应力集 中过大造成 的开裂
会被及时排除 ，大大降低 了地板开裂的风险。
［ ３ ］刘子建 ，叶南海．现代 Ｃ Ａ Ｅ基础与应用技 术［ Ｍ］ ．长沙 ：湖南大
学 出版 社 ，２ ０ ０ ５ ．
必须注意的是 ，疲劳也是造成开裂的一个重要原 因，但因 分析手段有限 ，许 多对此类分析 的技术尚未成熟 ，故本文也未 做介绍 。因此 ，即使在强度 、刚度分析结果都没有 问题 的情况
（ 上接第 １ ３页 ）
［ 责任编辑 ：蒙
薇］
集 团拥有一个 占地约 ８ ｈ ｍ ：（ １ ２ ０亩） 的现代农 业示 范园 ，是 按照 “ 因地制 宜 、变废 为宝 、体现企业 特色 ”的原则 构建而
要将企业 文化凝聚人 心作为 国有企业思 想政 治工作新 的着力 点 ，在企业制度建设 中凸显以人为本 ，丰富员工文化生活 ，促
进思想政 治工作 的广泛开展 ，从而推动企业文化建设 。
举 办大型交友会 、集体婚礼等活动 ，在增加员工对企业的认 同
感和幸福感的同时展示企业的精神风尚。通过举办一系列活动 ， 向社会各界开启介绍和认知明阳生化集 团的又一个窗 口。
力是企业行 为的基本标 志 ，凝 聚力 的大小对企 业的效率 、利
益 、长远发展及企业员工 的成长 和发展有着重要影 响。因此 ，
成 ，示范 园主要种植台湾大青枣 、杨桃 、黄皮 、番石榴 、火龙 果等水果 品种 。该集 团可依托示范园建设 ，根据企业实际情况 ，
搭 建特色农业展示平 台，吸引四面八方 的宾客前来参 观交流 。 同时 ，为了营造和谐幸福 的企业 人文氛 围，以示范 园为平 台 ，