06.整车碰撞仿真模型连接建模
在整车碰撞模型中，CAE模型是一个相互关联的整体，不能是自由体，各种连接方式（螺栓、焊缝、点焊、粘接）的建模需综合考虑其力学特性、失效模式及对结构能量吸收的影响。本文讲解各种部件之间的连接方式建模，主要包括：螺栓连接、焊缝连接、点焊连接、粘胶、刚体-柔性体连接、刚体-刚体连接等。 一、螺栓建模 螺栓以刚体单元(rigidbody)表示，其主动点位于孔的中央，将螺母（或垫片）面积内被连接件上的所有节点做为从动点，6个自由度全部约束。 螺栓连接 二、焊缝建模（电弧焊、C02保护焊、钎焊、激光焊） 汽车中的缝焊主要有电弧焊、C02保护焊、钎焊和激光焊。电弧焊主要用在车架、控制臂、拖曳臂等底盘厚板冲压焊接件中。在车身设计时尽可能不用缝焊，但在不能保证点焊工艺条件的情况下，缝焊还是不可避免。另外，在局部受力较大的区域，一般也适当增加一些缝焊以保证强度要求。车身中的缝焊主要存在于以下区域，前纵梁与前底板纵梁搭接处、侧围内侧B柱与底板连接处、侧围与后门槛连接处以及车门窗框根部等。 激光焊接单元焊缝建立原则① 网格与几何位置要匹配。② 对于激光焊，连接单元必须保证与平面垂直。③ Shell引单元与solid单元连接时须有重叠部分。缝焊模拟方法① 用Spotweld单元模拟（*CONSTRAINED_SPOTWELD）。1D SPOTWELD单元② 2D壳单元模拟，焊缝单元和钣金节点重合。 2D壳单元 2D壳单元 三、点焊建模 点焊模拟方法① 如不考虑失效模拟，可以用刚性单元模拟。2层板之间焊接用*CONSTRAINED_SPOTWELD单元模拟，3层及3层以上板之间焊接用*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY单元模拟。 ② 用Type 9类型的BEAM单元模拟可变形焊点。可以根据焊点材料的特性来判断点焊失效，使模拟更真实。创建时不需要一 一对应，方便便建立模型。可变形点焊梁单元关键字*ELEMENT_BEAM_PID *SECTION_BEAM*MAT_SPOTWELD*CONTACT_SPOTWELD通过下面的基本过程用BEAM单元模拟点焊① 确定需要通过焊点连接的两个component赋予了正确的属性和材料。② 通过HyperMesh的Connector工具在需要创建焊点的component之间自动创建TYPE9的BEAM单元。③给BEAM单元定义属性和材料。④定义BEAM与其所连接component间的接触。 四、粘胶建模 汽车中的粘接主要存在于车身的以下区域：前后风挡与车身连接处，顶盖横梁与顶盖间，车门外板与窗框加强板、防撞杆间，发动机盖的内外板间，行李箱盖/后背门的内外板间；其作用主要为连接和隔振。粘接建模方法：【1】用弹簧单元模拟，粘合剂应按如下步骤建模： ① 在粘合剂相同的位置创建两个新的节点。② 分别将这两个节点用rigidbody与欲粘合的两块薄板相连。③ 给新建的节点分配局部坐标系（用vector定义）。④ 在这两个新建点之间创建三个长度为零的弹簧单元，一个在拉伸或压缩方向，另两个在剪切方向，零长度是为了避免在分析中产生偶然的力矩。⑤ 计算弹簧刚度。弹簧的刚度取决于每根弹簧的从属面积、粘合剂厚度、粘合剂弹性系数和粘合剂剪切系数。【2】用solid单元模拟，即在被连接的2个件间做一层solid单元并赋予适当的材料参数。 五、柔性体与刚体的连接 柔性体与刚体的连接关键字：*CONSTRAINED_EXTRA_NODES_OPTION 六、刚体与刚体的连接 刚体体与刚体的连接关键字：*CONSTRAINED_RIGID_BODIES END 免责声明：本文部分内容来自网络资料碰撞分析通用建模指南，版权归原作者所有仅用于学习交流，若涉及版权请联系作者，将及时修订删除。 来源：CAE碰撞仿真指导
