HyperWorks 在車身斷面性能仿真分析中的應(yīng)用

 1背景

 本文以某款商用車為研究對象，通過應(yīng)用HyperWorks強大的前處理器，對該商用車進行了車身斷面性能分析，對比用料厚線圍成的斷面與用單元圍成的斷面的優(yōu)缺點。分析結(jié)果表明，兩者結(jié)果基本接近，料厚線圍成的斷面操作更快捷、有效，適合前期項目開發(fā)；單元圍成的斷面更適合項目后期準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析，視覺效果更好、便于觀察。

 斷面是汽車車身基本結(jié)構(gòu)，它的性能直接影響白車身性能，斷面分析是汽車產(chǎn)品開發(fā)的重要分析之一，斷面分析可以量化斷面設(shè)計，使斷面設(shè)計不再停留在對比設(shè)計階段。通過斷面主要參數(shù)計算，更加清楚地了解斷面性能，從而更好地進行斷面設(shè)計。

 斷面分析從產(chǎn)品設(shè)計初期就開始，貫穿整個設(shè)計階段。

 根據(jù)項目設(shè)定目標(biāo)，例如白車身扭轉(zhuǎn)剛度，CAE部門進行初步斷面分析，在簡單的模型中輸入斷面參數(shù)，使白車身性能達到目標(biāo)值；

 CAE部門將斷面參數(shù)交CAD部門，設(shè)計人員根據(jù)造型、工藝等要求進行計劃圖設(shè)計，確定主要斷面形狀；

 CAE部門進行主要斷面分析；

 隨著結(jié)構(gòu)設(shè)計的完成，CAE部門建立完整、正確的有限元模型進行分析，進行準(zhǔn)確斷面分析，最終確定斷面形狀。

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 2車身斷面有限元模型的建立

 確定典型斷面位置，本文以B柱上截面為例，在同一斷面分別建立用料厚線圍成的斷面和用單元圍成的斷面，有限元模型如下圖所示。

圖一 典型斷面位置B柱

圖二 料厚面圍成的斷面              圖三 單元圍成的斷面

 3、邊界條件

 料厚線圍成的斷面需要在HyperBeamtyrp.net中給每段連續(xù)線段附加板件的厚度，焊接邊界需要附加不同板殼件的厚度總和，單位均為mm。單元圍成的斷面厚度通過垂直直線的網(wǎng)格來確定，需要在HyperMesh中完成。

 4、斷面性能分析結(jié)果

 在HyperBeam中查看斷面性能分析結(jié)果，斷面需要具備的基本特性是整個截面必須是封閉的。

 （1）料厚線圍成的斷面

 （2）單元圍成的斷面

 5、車身斷面類型對比

 6、結(jié)論

 通過車身斷面類型的對比結(jié)果數(shù)據(jù)可以看出，兩種類型的結(jié)果數(shù)據(jù)基本接近，最大誤差在5%左右。從操作性及界面可調(diào)性來說，料厚線圍成的斷面操作簡捷、方便，可以對截面的厚度及形狀做任意更改，從而得到更好的結(jié)果數(shù)據(jù)，更適合項目開發(fā)的前期分析工作，而單元圍成的斷面更適合項目開發(fā)后期的準(zhǔn)確分析工作，視覺效果較好。

在整個模擬仿真過程中，HyperBeam快速計算不規(guī)則封閉截面的結(jié)果數(shù)據(jù)，充分體現(xiàn)了

HyperWorks軟件在汽車車身斷面性能仿真分析中的方便、快捷和高效。