某车后保险杠的局部刚度分析-陆志成.pdfVIP

某车后保险杠刚度分析 The stiffness Analysis for rear bumper of a vehicle 陆志成、夏汤忠、王萍萍、刘文华、刘盼、袁智 （神龙汽车有限公司技术中心整车部 武汉430056 ） 摘 要：应用ABAQUS 软件对某车后保险杠总成进行局部抗凹分析，找出不合格区域，提出改进方 案，从而加速了产品开发流程，降低了产品开发风险。 关 键 词： 后保险杠, abaqus, 抗凹，刚度 Abstract: The aim of this paper is to analyze rear bumper of a vehicle stiffness Using HyperMesh and abaqus software.With this Analysis,I can find the danger place,and present the way how to improve it. So it accelerates the new products development process and reduces the risk. Keyword: rear bumper ，abaqus，stiffness 1. 概述 后保险杠总成是车身结构的重要组成部件，主要的结构件有后蒙皮，中支架，侧骨架，后保裙 边与雾灯等组成。后保险杠总成作为一个综合的子系统，除外观要求之外，应具有足够的强度与刚 度特性，因此它的结构性能直接关系到整个子系统设计的成功与否，以及整车品质的好坏和成本的 高低。 2. 后保刚度有限元分析 2.1 背景描述 后保抗凹性能分析是评价后保局部刚度的一个重要指标。后保抗凹性能是为模拟用户对车门的 挤压等动作而设立的。另外后保局部刚度的好坏会关系到整车品质的好坏和成本的高低，直接影响 到用户对车辆的直观感觉，从而影响用户的满意度。对后保薄弱点进行分析，根据PAC 标准，本车 后保抗凹点总共12 个，本文只选取其中的一点介绍分析过程。 2.2 有限元模型的建立 将保险杠总成的CAD 模型导入到HyperMesh 中, 进行网格划分。整个保险杠总成主要由薄壁 注塑件组成，因此采用壳单元进行结构离散, 单元类型 S4R，单元大小为 5mm，后保险杠离散为 136913 个单元。后保卡口的链接关系用 MPC 模拟，指压用刚性圆柱体压头模拟，在圆柱体中心建 立局部坐标系，并在压头中性施加集中力载荷，刚性压头与蒙皮间建立接触，防止产生相对滑动。 为了使抗凹工况与实车相符，将后保装在整车中进行抗凹分析，取整车的一半模型，约束半车模型 截面处所有节点自由度，约束后副车架与后悬架连接处的所有自由度，最后的有限元模型如下图 1 所示。 为了避免指压过程中出现“噪声”，需要考虑“翻转”现象。一块很大的弯板在所受压力下的“突然 翻转”现象，如图2 所示。板的刚度在变形时会产生戏剧性的变化。当平板突然翻转时，刚度变成了 负的。尽量避免。 3 图1 后保抗凹模型 图2 大平板的突然翻转 同时，接触是一种典型的边界非线性问题。在有限元结构分析中，接触问题可以看成不连续的 边界条件，只有当两个接触面相互接触时，才有约束存在。而且，在抗凹性能的计算中，要考虑材 料的非线性问题，卸载时，要求外板不能产生可见塑性变形。对于此类非线性问题，ABAQUS 采用 自动增量步控制迭代求解过程，可以自动选择相应的载荷增量和收敛准则。它不仅能够选择合适的 收敛参数，而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。 2.3 计算结果分析 在刚性压头中心处沿着局部坐标系方向施加集中力载荷，得到该区域的变形云图、力和位移的 曲线，如下图3 和图4 所示。可以看出，位移最大值为4.9mm ，该区域没有出现类似翻转的现象。 且各部件间没有出现穿透。