010-车身接头刚度分析规范
目 录
1 简介2
1.1分析背景和目的2
1.2软硬件需求2
软件2
硬件2
1.3分析数据参数需求2
1.4分析的时间节点2
2 模型前处理2
2.1模型准备2
2.2模型检查2
2.3模型处理3
2.4约束及载荷3
3 有限元分析步骤4
3.1 分析步设定4
3.2 分析文件输出4
4 分析结果处理及评价4
4.1分析结果查看4
4.2评价指标4
5 附录
车身接头刚度分析规范
1 简介
1.1分析背景和目的
接头是车身结构的一个重要组成部分，它和钣金件相结合共同体现了车身的刚度。大量研究表明车身结构的整体弯曲、扭转刚度、NVH等性能，在很大程度上受接头刚度影响。因此，必须保证接头刚度充足，不至于发生局部结构较大变形、发生结构共振或异响。
1.2软硬件需求
软件
前处理：Altair Hypermesh；
后处理：Altair Hyperview；
求解器：MSC Nastran 101；
硬件
前、后处理：HP或DELL工作站；
求解：HP服务器、HP或DELL工作站。
1.3分析数据参数需求
本流程内的接头直接从白车身有限元模型截取，白车身是指带有前后保险杠横梁和前后风挡玻璃的车身金属骨架。如果车身侧围开有小窗，且小窗玻璃和车身用胶粘连，这部分窗玻璃也应包含在内。如果副车架与车身刚性连接（副车架与车身连接处没有胶套），或者有其它通过螺栓连接的用于提高车身刚度的零部件（如动力电池），也应包含在本流程定义的白车身概念内。
1.4分析的时间节点
本分析在车型项目开发TR2-TR4节点之间进行。
2 模型前处理
2.1模型准备
导入白车身有限元模型，前副车架模型，动力电池模型并通过RBE2进行连接。网格划分细则，请参阅《CAE分析共用模型建模指南》。
2.2模型检查
建立materials属性卡片，为各个组件赋上材料属性，详细检查确保模型正确，主要检查内容如下：
（1）检查重复单元，带自由端单元，网格是否满足质量要求；
（2）检查焊点、焊缝等连接有无缺失或漏焊；
（3）检查各连接处理是否正确，关键部位尽量采用四边形网格，模型检查规范细则请参阅《CAE分析共用模型建模指南》。
2.3模型处理
有关建模的详细要求应遵循《CAE分析共用模型建模指南》。对于约束和加载的关键部位，应重点关注：
图2-1接头截取示意图
如图2-1所示，在接头各分支上截取250mm区域，截断面建立RBE2连接，约束接头两个截断面RBE2主动点各向自由度，在剩余的一个截面RBE2主动点加载各向力。
2.4约束及载荷
本规范仅定义了承载式白车身接头刚度的约束和加载方式，非承载式车身及车架接头刚度考核不能使用本规范。约束及加载方法如下图2-2所示。
2.4.1约束方法
基于BIW模型，在接头各分支上截取250mm区域，约束截断面所有自由度，如图2-2所示。
2.4.2加载方法
在接合点区域刚性单元独立节点处，分别施加全局坐标系X/Y/Z三个方向的力，接头1力大小分别为140/100/140N，接头2力大小分别为500/300/500N，接头3力大小分别为400/400/400N，接头4力大小分别为400/400/400N，接头5力大小分别为500/300/500N，如图2-2所示。
图2-2 车身接头刚度计算图示
3 有限元分析步骤
3.1 分析步设定
求解器：NASTRAN,SOL=101；
控制参数：POST，-1；
seall=all
super=all
echo=none
输出内容：Displacement Stress。
3.2 分析文件输出
创建完上述所有载荷步之后，将整个分析模型输出到Nastran面板下的bdf格式文件。然后将bdf文件提交Nastran求解器上求解，得到包含计算结果的信息的“*.op2”文件。
4 分析结果处理及评价
4.1分析结果查看
分别提取各接头X、Y、Z三个加载方向变形量，并按(4-1)式计算出车身接头X向刚度，其他方向刚度算法类似。
(4-1)
式中：
Kx——车身接头X向刚度(N/mm)；
F——施加在车身接头上的X向载荷（N）；
x——车身接头X向位移（mm）。
4.2评价指标
一般要求轿车车身接头刚度大于100N/mm。
5 附录
图5-1车身接头刚度位移云图
