基于ABAQUS的某车型中排副座椅安装脚处地板强度刚度分析.docxVIP

基于ABAQUS的某车型副座椅安装脚处地板强度刚度分析

孙其强李江柳

上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心广西柳州3750364

摘要：基于ABAQUS软件，在考虑几何非线性，材料非线性，以及接触非线性复杂条件下，分析了某车型座椅支撑脚处的强度

和刚度，并根据分析结果，提出了相应的改进方案，并进一步分析了改进方案对该座椅支撑脚处的改善效果。

关键词：ABAQUS强度刚度接触非线性

1引言

ABAQUS是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一，具有强健的计算功能和广泛的模拟能力。无

论是分析一个简单的线弹性问题，还是分析一个包括集中不同材料，承受复杂的机械和热载荷的过程，以及具有

变化的接触条件的非线性组合问题，应用ABAQUS计算分析都会得到令人满意的结果。功能强大的同时，ABAQUS

实用起来又十分简单。对大多数模拟，包括高度非线性问题，用户仅需要提供如结构的形状，材料性能，边界条

件和载荷工况这些工程数据，在分析过程中，ABAQUS能自动选择合适的载荷增量和收敛准则。ABAQUS不仅

能够自动选择这些参数的值，而且能在分析过程中不断的调整这些参数，因而能在确保获得准确解答的同时提高

计算的效率[1]。

某车型中排副座椅安装点支撑点处地板变形，地板下凹，变形的地板与燃油箱翻车阀干涉,翻车阀上被压出痕

迹（见图1）。针对此情况，对修改座椅安装点处地板的强度刚度进行了分析。由于分析过程中包含了材料非线性

和接触等复杂的非线性问题，一般的分析软件难以胜任。本文采用了求解非线性问题能力强健的ABAQUS进行

了分析。

图1地板变形位置

2．分析对象

分析模型为下车体+座椅，见图2

图2分析模型及加载位置

3．分析方法

3.1材料

分析过程中要考虑材料硬化。ABAQUS的弹塑性材料输入的参数是真实应力与塑性应变，不能直接应用通过

准静态试验状态下测得的材料应力-应变曲线，首先要通过公式将测得名义应力应变曲线转化成真实应力应变曲

线，再根据公式：

εpl=εel-?true/E.

求出材料的塑性应变。

εpl：塑性应变εel：总应变（即真实应变）?true：真实应力E：弹性模量

3.2约束

约束地板边缘6个自由度，约束悬挂安装点6个自由度。

3.3加载

在座椅3个中心处分别施加Z向2400N力，加载位置见图2。

3.4接触

副座椅支撑脚处没有固定螺栓，实际中是让支撑脚与地板自由接触。如果采用其他连接方式，比如刚性连接，

就会引起此处的应力失真，而此处的应力这正是我们关心的。因此需在此处定义接触，以反映其真实的应力。

4．模拟结果

应力云图见图3。前脚支撑处地板上最大应力为194.3MPA，高于该材料的屈服强度。地板最大Z向位移量为

6.465mm，地板刚度不足。

图3地板应力云图

5．改进方案

在座椅支撑脚所在位置增加两块加强板，材料采用屈服强度更高的材料2，厚度为1.4mm。

图4改进方案

6．结果对比

结果对比表

原状态改进方案

地板最大Z向位移（mm）6.4653.134

支撑脚处最大应力(MPA)194.3152.6

7．结论

改进方案明显提高了地板的刚度，同时也降低了地板支撑脚处的应力。ABAQUS强大的求解能力，以及在处

理接触等复杂非线性问题上的杰出表现，保证了分析的顺利完成。

参考文献

[1]ABAQUS非线性有限元分析与实例，庄茁等编译，科学出版社，2005。