某型薄板冲压件骨架式白车身结构及模态分析

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基于模态分析的白车身有限元模型ACM2焊点单元尺寸研究

基于模态分析的白车身有限元模型ACM2焊点单元尺寸研究

基于模态分析的白车身有限元模型ACM2焊点单元尺寸研究王力【摘要】ACM2模型采用六面体单元来模拟焊核,然后将六面体的8个节点通过RBE3单元与所焊接的面片单元联结,来模拟焊点,但是关于ACM2模型中六面体单元的尺寸大小尚没有统一的标准.为了研究ACM2单元的最佳焊核尺寸和模拟精度,分别对焊核尺寸为6.0 mm、5.32 mm和4.24 mm时的ACM2单元进行探讨.分析了三种典型的钣金拼接结构,对比分析三种焊核尺寸在基础拼接结构模态分析中的分析精度,将这三种焊核尺寸应用于某A级轿车白车身有限元模型,进行模态分析并且与试验结果进行对比研究.结果表明,焊点尺寸设置为5.32 mm时可以获得最精确的分析结果.【期刊名称】《汽车工程学报》【年(卷),期】2015(005)005【总页数】6页(P353-358)【关键词】模态分析;有限元;焊点;ACM2模型;单元尺寸【作者】王力【作者单位】广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东,广州511434【正文语种】中文【中图分类】U463.82+1在汽车白车身CAE分析中,焊点的模拟是一个值得研究的课题。

对于白车身而言,通常有5 000个左右的焊点,焊点的模拟精度对于整个白车身的CAE分析结果产生重要的影响[1]。

关于焊点的模拟,出现了很多模型,如CBAR、CWELD、CFAST、ACM2等 [1-2]。

ACM2模型既可以应用于Nastran的线性分析,也可以应用于Abaqus进行非线性分析,在汽车行业中应用较广泛。

为了提高CAE分析精度,技术人员和科技工作者对于焊点的模拟进行了大量的研究工作。

Palmonella等人[3]通过对一个双帽型结构进行模态有限元分析并与试验对比,研究了ACM2模型的各项参数和灵敏度。

Fumiyasu Kuratani等人[4]研究了ACM2焊点模型在结构动力学分析中的特性,通过一个焊接板研究了焊核尺寸和面片尺寸对于模态分析的影响,认为焊核尺寸和面片单元尺寸大小对于分析结果有明显影响。

某商用车白车身仿真模态与试验对标

某商用车白车身仿真模态与试验对标

10.16638/ki.1671-7988.2019.14.044某商用车白车身仿真模态与试验对标邢建,高志彬*,张明,郝大亮,陈守佳(青岛理工大学机械与汽车工程学院,山东青岛266520)摘要:文章通过对某车型白车身仿真模态与试验模态的对比分析,以试验模态数据为真实数据作参考,对试验与仿真中局部应变能和位移较大位置进行分析并加以改进,优化后的仿真模态参数与试验模态参数基本一致,最终结果符合要求。

此方法可缩短研发周期,提高仿真结果的准确性。

关键词:白车身;仿真模态;试验模态;优化中图分类号:U463.82 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2019)14-135-03Simulation Modal and Test Benchmarking of a Commercial Vehicle's Body-in-White Xing Jian, Gao Zhibin*, Zhang Ming, Hao Daliang, Chen Shoujia ( School of Mechanical & Automotive Engineering Qingdao University of Technology, Shandong Qingdao 266520 ) Abstract: Based on the comparative analysis of simulation modal and test modal of a car body-in-white, and taking the test modal data as a reference, the local strain energy and displacement position in the test and simulation are analyzed and improved. The optimized simulation modal parameters are basically consistent with the test modal parameters, and the final results meet the requirements. This method can shorten the development cycle and improve the accuracy of simulation results. Keywords: White body; Simulation mode; Test mode; OptimizationCLC NO.: U463.82 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)14-135-03引言随着计算机科学的发展与完善,有限元分析越来越多的应用在了汽车领域。

白车身模态分析流程、建模指导书及标准

白车身模态分析流程、建模指导书及标准
Element specific distortion checks
Deviation form basic shaped elements, i.e. taper
Curvature and singularity tests for quadratic elements Color-coding based on node or element ID numbers
Gap
NonCongruen
t Surface boundarie
s
➢ Reduce cost ➢ Increase productivity ➢ Build quality finite element models with minimal user
interaction
Company Confidential
Simplify Merge Faces Merge 16 pseudo faces into 1 face
Company Confidential
User Scenario 1
➢Additional manual mesh simplification
1 face
Company Confidential
Company Confidential
CAE模型的建立
➢根据计算机的能力和要求的精度确定合 适的网格大小,划分网格。如果机器的 能力和时间允许,可以将单元尺寸划分 的小一些(但不能太小),如可以按照 碰撞的计算要求进行划分,这样同一个 模型既能够计算模态分析,有可以模拟 碰撞.
Company Confidential
修改设计
Company Confidential
几何模型修正
➢ 在建立几何模型的过程中,有可能发生 几何特征缺失或者产生一些不必要的小 碎面,这些几何错误都需要进行清理, 否则会影响有限元模型的质量、计算的 精度和速度,具体的方法是进行缝合、 修补或合并。可以将N个面合并成一个 面(此种方法只限对模型质量要求不高 的情况),但关键的特征线应该保留, 如拐角、和孔等。

车辆白车身DFMEA分析范例

车辆白车身DFMEA分析范例

车身工程中心编制人:新严重度新频度新探测度新风险顺序数1零部件无法安装1车身数据未符合边界要求5按《白车身孔位描述书》和《零部件边界条件确认表》进行数据检查152车身无法焊装、车身运动干涉、车身异响、用户抱怨1三维数据检查未全面检查、运动校核未考虑实车精度、相关零部件未考虑到位5按《白车身自相关检查表》和《车身运动件运动校核检查表》进行数据校核6303整车外观效果差,无法满足客户需求,影响销售4设计间隙、面差不合理;装调不到位;公差分配不合理;定位方式设置不合理6参照相关车型合理设置DTS定义值,合理设置公差,合理设置定位方式6144数模校核,定位方案确定车身4增加模具费用,增加整车成本,影响利润1设计结构时未考虑后期开发车型的共用性5编制车身开发模块化说明,预先设计拓展车型结构方案6305零部件冲压起皱,翻边开裂,尖角争料,产品结构弱,易变形,尖角拉延破裂冲压负角,件拉延开裂,模具上修边刃口强度不足,影响车身性能5冲压SE分析未到位,钣金结构不合理4按《白车身SE审查报告》进行反馈及数模修改,合理设计钣金结构6120SE分析车身/制造6车身焊接操作性差,工人抱怨、生产率低,焊接效果差,影响车身性能5焊装SE分析未到位,钣金结构不合理4按《白车身SE审查报告》进行反馈及数模修改,合理设计钣金结构,合理布置焊点位置及层次2407车身电泳底漆厚度不均匀、部分区域未充分覆盖底漆、车身锈蚀、影响整车寿命5涂装SE分析未到位,钣金结构不合理4按《白车身SE审查报告》进行反馈及数模修改,合理设计钣金结构,保证涂装效果2408总装件无法安装;车身总装操作性差,工人抱怨、生产率低;零部件维修操作性差5总装SE分析未到位未分析可维修性4按《白车身SE审查报告》进行反馈及数模修改,合理设计钣金结构,合理考虑安装操作空间,进行安装虚拟验证2409影响用户乘车舒适性,影响内部载货空间,用户抱怨3未合理设计钣金结构,钣金侵占内部空间6进行CAE分析,在保证车身性能、安装结构的前提下尽量增大内部空间,可对比标杆设计7126初期确定目标值,后期按照执行,尽量加大内部空间车身/整车10影响用户乘车舒适性,影响内部装卸货方便性,用户抱怨3未合理设计钣金结构,未按人机要求设计6按人机要求设计数据,在保证车身性能、安装结构的前提下尽量改善,可对比标杆设计6108方案阶段确定各相关尺寸,保证后期数据满足要求。

白车身模态分析报告

白车身模态分析报告

编号: -PD-PK-064白车身模态分析报告项目名称:458321486编制:日期:校对:日期:审核:日期:批准:日期:XX汽车有限公司2013年3月目录1.分析目的 (1)2.分析软件简介 (1)3.分析模型建立 (1)3.1网格描述 (1)3.2边界条件 (2)4.分析结果与对比 (2)5 结论 (2)附录:白车身模态分析振型图 (3)白车身模态分析报告XX 汽车有限公司1.分析目的作为动力学分析的基础,模态分析是用于确定设计结构振动特性的,即确定结构的固有频率和振型。

对白车身进行模态分析就是使其结构在设计中尽量避免共振和噪声,加强其稳定性和安全性,同时计算方法与结果也可为实车试验提供参考和依据。

本报告采用有限元方法对白车身进行了模态分析,目的是考察其固有特性是否满足设计要求。

2.分析软件简介本次分析采用 Hypermesh 作前处理,Optistruct 作为求解器。

HyperMesh 是世界领先的、功能强大的 CAE 应用软件包,也是一个创新、开放的企业级 CAE 平台,它集成了设计与分析所需的各种工具,具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面,与多种 CAD 和 CAE 软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能。

3.分析模型建立3.1网格描述对车身设计部门提供的白车身 CAD模型进行有限单元离散, CAD模型以及有限元模型如图 3.1 所示。

白车身所有零部件均采用板壳单元进行离散,并尽量采用四边形板壳单元模拟,少量三角形单元以满足高质量网格的过渡需要,网格描述见表 3.1 。

图 3.1 白车身 CAD 以及有限元模型表3.1网格描述单元类型四边形单元三角形单元单元数目46970015543三角形单元比例 3.4%焊接模拟CWELD单元涂胶模拟实体单元单元质量良好(按公司单元质量标准检查)3.2边界条件自由模态,无任何约束。

4.分析结果与对比对白车身的振动响应影响相对较大的激励频率多集中在低频域,本报告分析了前15阶频率振型,如表 4.1 所示。

轿车白车身试验模态与计算模态相关性分析

轿车白车身试验模态与计算模态相关性分析

见 图 9 图 1 。其 余 6阶模 态为 白车身 上 极小 钣 金 ~ 1
件 的局部模 态 . 工程应 用意 义较 小 . 在相 关性 分析 及 优化 中弃 用 。
表 2 白 车 身计 算 模 态 结 果
阶数 频 率 / Hz 1 2 . 58 振 型 描 述 第 1阶扭 转
23 模 态 参数 辨识 结果 . 模 态 参 数 辨 识 以传 递 函数 为基 础 .采 用 L MS T s L b中 P l a et a 0 i x模 态 参 数 识别 方 法 .选 取 频 带 y n 为 0 1 0H . ~ 2 z 白车身前 6阶模 态 辨识 结果 见表 1 本 文 只给 出图 4 图 6的 白车身 整体 模态 示 意 . 别 为 ~ 分 第 l阶扭转 、 2阶 扭转 和第 1 弯 曲模 态 。 第 阶
除 了前 6阶刚体 模态 . 得低频 处共 1 获 2阶 白车身弹
图 5 第 2阶 扭 转模 态 21 年 01 第 6 期
性 体模 态 .其 中 6阶整体模 态及 较 重要模 态计 算结
一 一

设计 ・ 计算 . 究 ・ 研
果 及各 阶模 态 振 型描 述 如 表 2所 列 . 3阶整 体 模 态
Co r l to udy o m pu i o la si g M o lo rBI r ea i n St fCo tng M da nd Te tn da fCa W
L e i W n,L n Jn Yo g e ,L u Jn y n i Me g, i n li i i g a g
高, 模态 振型 存在差 异
I 2. 2 1 d l 5 . l 1: 0 8 d 1 5 .
Ⅲ24578 ¨0

基于白车身的模态试验方法分析

基于白车身的模态试验方法分析

An a l y s i s o n Mo d a l Te s t Me t h o d s Ba s e d o n Ce r t a i n Wh i t e Bo d y
CHEN Mi n g, Z HOU Z h e n g ,L I S h a o — l e i
Ke y wo r d s :mo d a l t e s t me t h o d ; S I M0: MI M0
近 年来 , 随着 科技 的进步 , 试验 模态 分析 技术取 得 了快 速 的发展 , 受到 了汽 车行业 的高度 重视 , 已经 成 为解 决汽 车振 动噪声 问题 的必 备工具 ] 。 目前 ,基于模 态试 验 的车身 结构 分析 大多采 用 单输入 多输 出 的 S I M O 试验 法完成 。 但 是 由于 S I MO 法 自身的局 限性 , 从2 0世 纪 8 0年 代开 始 , 陆续 出现 了一 些 多输 入 多输 出 ( MI MO) 的模 态 参 数 识别 方
法。
异 ,从而 为 以后 针对 不 同的试验 对 象确 定 更好 的模
态试 验 方法积 累相 关经验 。
1 模 态 试 验 分 析
摘要 : 利用试验模态分析技术进行车身振动特性分析时 , 不 同 的模 态 测 试 方 法 是 否 对 测 试 结 果 有 一 定 程 度 的影 响 ,
不 同 的试 验 对 象 应 用 哪种 试 验 方 法 会 更 加 行 之有 效 , 这 些 问 题 目前 尚 没 有 定 论 。 以 试验 模 态 分析 理 论 为基 础 , 对 某 指 定 车 型 白车 身 依 次 进 行 S I MO 和 MI MO 测 试 系统 条 件 下 的 试 验 模 态 分 析 , 获 得 并 分析 比对 两 次试 验 结 果 , 研 究 两 种 测 试 方法 下 获 得 的试 验 结 果 差 异 , 从 而 为 以后 针 对 不 同 的试 验 对 象 确 定 更好 的模 态 试 验 方 法积 累相 关经 验 。 关键词 : 模 态试 验 方法 : S I MO: M I MO 中 图分 类 号 : U 4 6 7 . 3 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 5 — 2 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 o 5 8 — 0 4

轿车白车身模态仿真计算与相关性分析

轿车白车身模态仿真计算与相关性分析
、 Tf 1 、
常 2种 方 法 相 辅 相 成 , 互 相 促 进 ,共 同指 导 结 构 设 计 。文 章 以某 白车 身为研 究对 象 ,建 立有 限元 模 型 , 并进 行 模 态 计 算 ,然 后基 于 MAC ( dl srne Mo aAsuac
Cti, 态 信 则) 模 进 相 性 析 rrn 模 置 准 对 型 行 关 分 , io e
^ 一 4
式中

! !兰 ! 竺 』
验 了 限 模 的 度在 基 上 比析 证 有 元 型 精 , 此础 对 分 了
程 车 坌 仿 。皇 变 数 方 , 上 皇 奎 苎 算 试 测 2 法 可 用 限 真 : 妻 采 有 元 计 验 试 种 和

通Hale Waihona Puke 验证,{ }— 构 移 阵 ) 结 位 矩 ; —
一 构 0瘫 。 结 商 阵 ‘ 庋
工 程上 对 于有 限元模 型 与试 验模 型之 问 的相关 性 常采 用较 为准 确 的 c值做 判定 。 ,
p ovi sr f r nc o i ulto o lng sa r de e e e ef rsm a i n m de i t nda diatO r z i n. Ke y wor : o ds B dy-n- i whie;M ode t ;Si ul ton;C o r l ton anal i m ai r ea i yss
摘要 : 白车 身模 态分析是 车身动态特性 分析 的基 础。工程 上常采用仿真计算和试验测试 2种方法识别 白车身模 态参
数 。这 2种方法相辅相成 ,互相促进 ,共 同指导和改进设计 。文章通过仿 真建模计算 了某车型 白车 身的模 态频率 , 将计 算结果和试验测试相 比较 ,并采 用相 关性分析的方 法验证 了模 型的可 靠性 ,同时对比 了不 同焊 点类型对于分 析 结果的影响 。结果表 明 ,建立的 白车身仿 真模型具有较 高的精度 ,仿真计 算所采用的模拟 方法是合适的 ,为 内 部仿 真建模指 导规 范的建立提供 了参 考。
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Ana l y s i s o f a Ce r t a i n Ty pe o f Sh e e t M e t a l St a mp i ng S ke l e t o n W h i t e Bo d y
St r uc t ur e a n d Mo d a l
Ab s t r a c t : C o n s i d e r i n g t h e s t r u c t u r a l c h a r a c t e i r s t i c s o f t h e s h e e t me t a l s t a mp i n g s k e l e t o n w h i t e b o d y ,f i n i t e e l e me n t me t h o d wa s u s e d t o b u i l d i t s f i n i t e e l e me n t mo d e 1 .An d i t s s t i f f n e s s a n d s t r e n g t h a s we l l a s d y n a mi c c h a r a c t e is r t i c s we r e s i mu l a t e d . I t s s t i f f n e s s v a l u e ,t h e ma x i mu m s t r e s s a n d mo d a l p a r a me t e s r w e r e a c h i e v e d . T h e r e s u l t s s h o we d t h a t d e s i g n o f t h e w h i t e b o d y me t t h e v a io r u s r e q u i r e me n t s . Ke y wo r d s : s h e e t me t a l s t a mp i n g i wh i t e b o d y; s t i f f n e s s ; s t r e n g t h; mo d a l
导入到 H y p e r w o r k s中进 行 简 化重 构 , 修 正并 简 化 白 车 身 几何模 型 。简 化 的原则 是 : ( 1 ) 最 大 限度 的保 留零件 的主要 力学 特征 ; ( 2 ) 删 除 小孔和 一 些小 的特征 面 ; ( 3 ) 将 小 面 合 并成 大面 , 并且 , 相 邻 面 都 要 共用
徐 茂林 , 胡 溧
( 1 . 东 风汽 车 有 限公 司 东 风 商 用 车 技 术 中 心 , 武汉 4 3 0 0 5 6 ; 2 . 武汉 科 技 大学 汽 车 与 交 通 工 程 学 院 , 武汉 4 3 0 0 8 1 )
摘要 : 考 虑 了 薄板 冲压 件 骨架 式 白车 身 的结 构 特 点 , 利 用 有 限 元 方法 , 建 立 了其 有 限元 模 型 , 并 对 其 刚 度 和 强 度 以及 动 态 特 性 进 行 了仿 真 计 算 , 得 到 了其 刚度 值 、 最 大应 力值 和 模 态 参 数 。结 果表 明该 型 白 车身 满足 设 计 的多 方面 要 求 。 关键词 : 薄板 冲压 件 ; 白车 身 ; 刚度 ; 强度 ; 模 态 中图分类号 : U 4 6 3 . 8 3 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 5 — 2 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 0 5 3 — 0 4
建 好 的 白车 身 C AD 模 型 转 换 成 标 准 的 I G E S格 式 ,

轻 量 化 要 求 的提 高 , 传统 的车 身 结 构 越来 越 难 以满
足 更 加 多样 的性 能 要求 。主 要 存在 的问题 是 整车 协 调 性 较 差 ,设计 中 对 问题 往 往 采 取 局 部 加 强 的 方 法, 这使 得 车 重越 加 越 大 。而 采 用 薄 板 冲压 件 式 白
传 统 的 客 车 车 身 骨 架 由折 弯 成 型 的矩 形截 面 梁 纵 横 交 叉焊 接 而成 , 长 期 以来 可 以满 足车 身 设 计 的基 本 要 求。 但 是 , 随着 人们 对 车 辆 乘 坐舒 适 性 和
了基础 。
1 白车 身 有 限 元模 型 的 建 立
在建 立 白车 身有 限元模 型 时 ,首 先将在 U G中
XU Ma o —l i n . H U Li
( 1 . Do n g f e n g Co mme r c i a l Ve h i c l e T e c h n i c a l c e n t e r o f DF 1 , Wu h a n 4 3 0 0 5 6, C h i n a : 2 . S c h o o l o f Au t o mo b i l e a n d T r a f f i c E n g i n e e r i n g , Wu h a n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y, Wu h a n 4 3 0 0 8 1 , Ch i n a)
某型薄板冲压件骨架式白 车身结 构及 模态分 析/ 徐茂 林, 胡 溧
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 5 — 2 5 5 0 . 2 0 1 3 . 0 2 . 0 1 4
东风 I : AE学会专栏
某型 薄板 冲压 件骨架式 白车身结构及模态分析
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