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基于Abaqus的某出租车钣金件开裂优化分析

胡海欧

（一汽轿车股份有限公司产品部，吉林省长春市，130021）

摘要：本文阐述了有限元静力分析基础理论，运用Abaqus软件对出租车钣金件开裂区域进行问题再现，

确定最佳的工况设计方案，然后针对不同的优化方案进行强度分析，寻找可行的优化方案。同时对比后续

样车耐久路试结果，仿真分析与试验吻合度高，从而验证了仿真分析与优化设计的可行性，并形成一套可

行性技术流程，为后续车型钣金件开裂优化分析提供技术积累。

关键词：Abaqus；开裂；优化分析

Themetal-shellcrackoptimizationanalysisofataxibasedonAbaqus

HUHaiou

(FAWCARCo.,Ltd,CHANGCHUN,130021)

Abstract:ThepaperexpatiatesonthebasictheoryofFEMstaticanalysis,andanalyzesthemetal-shellcrack

problemofataxiBasedonAbaqus,thendesignstheoptimizationprojectandconfirmsthebestdoableprojectby

usingstrengthanalysis.Theresultsofstrengthvirtualanalysiscontrasttodurabilitytestaresame,therebythey

validatethatstrengthanalysisofmetal-shellandoptimizeddesignaredoable.Sothepaperbuiltaactiveflowand

supplytechnologytothemetal-shellcrackoptimizationanalysisofthewholevehicle.

Keywords:Abaqus;crack;optimizationanalysis

0引言

品，为用户提供功能全面、多学科集成的虚拟产品

解决方案，成为在各个领域用户群最多、应用最为

在当今的汽车工业中，国内外各大整车制造企广泛的有限元分析软件。

业越来越重视由于强度不够而导致汽车钣金件开

裂的问题，几乎每种新开发车型都需要考察其强度

1Abaqus静力分析基础理论

性能。按照传统的方法，汽车企业对于新车型强度Abaqus求解器支持多学科及其高性能分析，包

性能的评估都是利用实车在台架或各道路试车场括静力、动力学、热力学、屈曲、振动、灵敏度分进行测试，该方式虽然是最直接且最准确的，但测析及优化设计等，本文仅调用Abaqus进行静力计

试时间十分冗长且耗费人力与物力，即使发现了问算，前后处理运用Abaqus/CAE相关模块。Abaqus题，再去优化设计，势必会延长车型的开发周期，静力分析基础理论可以概括成以下几点：增加经济成本，从而削弱产品在市场上的竞争力。1）离散化

针对上述问题，运用基于有限元理论的数值分连续体离散化是有限元分析的前提和基础，所

析方法即可以在物理样车试制前对产品的强度性谓离散化，则是将求解对象划分为有限的微小块体

能进行评价，减少设计风险数量；也可以对在路试（单元），这些单元通过节点相互连接，载荷通过

测试过程中出现的开裂问题进行再现，以便定位故这些节点在相邻单元间相互传递。

障原因，选择最佳优化方案，快速规避开裂风险，2）位移函数从而缩短产品开发周期，提高市场竞争力。Abaqus在分析过程中，求解对象的位移、应变、应力以其强大的非线性模拟仿真技术广泛应用于汽车通过节点位移来描述，一般假定单元位移是坐标的行业结构强度CAE分析中。经过40多年的发展，某种简单函数，位移函数如下：

Abaqus已是虚拟产品开发环境中最主要的核心产

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收稿日期：

作者简介：胡海欧，男，工学硕士，毕业于北京航空航天大学，现为一汽轿车股份有限公司CAE分析工程师，主要

从事汽车CAE分析、产品优化设计工作。E-mail:huhaiou@

胡海欧：基于Abaqus的某出租车钣金件开裂优化分析

??????

u???e（1.1）C

C

其中?u?为单元中任何一点的位移矩阵，?C?为形函

数矩阵，??

?e为节点位移矩阵。数矩阵，??

其中结构的总刚度矩?K??Tr?T?K??Tr??