有限元建模方法2012131..docVIP

目 次 前言 III 1 目的 1 2 适用范围 1 3 建模总则 1 4 命名规则 1 5 单元类型选择 1 6 单元质量要求 2 7 单元的处理 3 8 模型检查 6 前言 国家在有限元建模方面尚无完整、统一的标准，根据《中华人民共和国标准化法》规定，特制订本企业标准，作为有限元建模的依据。 本标准按GB/T 1.1—2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写规则》和GB/T 1.2—2002《标准化工作导则 第2部分：标准中规范性技术要素内容的确定方法》进行编写和表述。 本标准由产品研发中心提出。 本标准由产品研发中心批准。 本标准由产品研发中心起草。 本标准主要起草人：孙信。  有限元建模方法 目的 统一建模的方法，提高建模质量及模型一致性。 适用范围 NVH、强度疲劳分析、碰撞。 建模总则 3.1 统一采用Hypermesh软件的ABAQUS Standard3D模板进行前处理。 3.2 壳单元统一在中面上划分网格。 3.3 所有零件在整车坐标系下划分网格，整车坐标系原点为CAD整车装配模型的原点，采用右手坐标系，方向为：X 向正向为车行驶方向的反向，Y向正向竖直向上。 3.4 所有零件的长度单位为毫米（mm），采用其他单位时应先做转换。 3.5 不同的零件网格分在不同的组里面，同一规格的不同零件的所有单元可以放置在同一个组里面。 3.6 整车模型中，网格尺寸一般采用15 mm。在应力分析中，螺栓连接区域、应力集中区域、接触区域网格可细化至3 mm。 3.7 非分析零件但与分析零件相关的零件模型可以简化。 3.8 非结构件可以不划分网格，其质量用集中质量单元加载在质心上。 命名规则 4.1 零件、部件名称要以字母开头，体单元网格前缀为solid，壳单元网格前面前缀为s，其后加上CAD模型中的ID，后面接着下划线跟上材料名称；壳单元组名需再以下划线跟上p加单元厚度。 4.2 如果遇见重名的，在CAD对应ID后添加_xx以示区分。 4.3 零部件、属性、材料、工况、组(group)的名称不能出现“.” 、“，”、 “/” 、“-” 、“\” 、“。”、“*”、“#” 、“@”、 “” 、“(” 、“)” 、“+”之类的非法字符。 示例1：6105QP 货厢某零件8501108_X200_X2_00D7_X0_80_X2_0.PRT.138，其对应为厚度为6.5 mm，材料为Q235的钢板，在有限元模型中命名为：s8501108_01_q235_p6d5。 示例2：4108车架导入后某零件_X2_6CB97F38652F677F_X0_.PRT.49，对应为Q235的体单元网格，在有限元模型中命名为：solid_X2_6CB97F38652F677F_q235。 单元类型选择 5.1 原则上，厚度10 mm的零件采用壳单元划分网格，厚度≥10 mm的零件采用实体单元划分网格：一般车身冲压件，车架、货厢等折弯件、平板件采用壳单元划分网格；底盘铸造件、钢板弹簧及其支座、活动构件（铰链、限位器等）采用六面体实体单元进行网格划分。 5.2 壳网格要求尽量使用四边形单元，可以采用少量三角形单元进行过渡，三角形单元的控制比例参见表1。壳网格可用的单元类型见图1。 三角形（tria3） 四边形（quad4） 六面体单元（hex8） 五面体单元（penta6） 四面体单元（tetra4） 图2 实体单元类型 壳网格的单元质量根据表1的数据进行控制。序号 项目 标准 1 单元基本尺寸 15 mm 2 单元最小尺寸 3 mm 3 Warpage ≤10° 4 Aspect Ratio ≤5 5 四边形最小单元角 40° 6 四边形最大单元角 140° 7 三角形最小单元角 20° 8 三角形最大单元角 120° 9 Jacobian ≥0.6 10 Skew ＜60° 11 单元最大尺寸 25 mm 12 尺寸小于5 mm的单元占总单元的比例 ≤5% 13 尺寸大于20 mm的单元占总单元的比例 ≤5% 14 三角形单元占总单元比例 ≤5% 注：1-8项为重点检查内容，严格执行，其余6项可根据实际情况参考执行。 实体网格的单元质量推荐根据表2的数据进行控制。 表2 三维实体单元质量要求（参考） 序号 项目 标准 1 单元基本尺寸 7.5 mm 2 单元最小尺寸 1 mm 3 单元最大尺寸 15 mm 4 Warpage ≤15° 5 Jacobian ≥0.55 6 尺寸小于2 mm的单元占总单元的比例 ≤5% 7 Warpage大于10 的单元占总单元的比例 ≤5% 8 Jac