ATC报告-基于Hypermesh二次开发实现汽车结构分析自动化-长安汽车-王朋波PPT课件

基于Hypermesh二次开发实现汽车结构分析自动化王朋波重庆长安汽车股份有限公司 内容提要 背景关于建模效率提升关于材料数据库关于常规分析项的自动化几点感想 背景 二十余项常规分析项实现自动化 Descriptionofthecontents Descriptionofthecontents 2011 2012 有限元建模效率提升一倍以上 每轮整车分析所需工时缩短40 关于建模效率提升 根据焊点catia文件自动生成焊点connector并连接相应组件 检查connector是否与几何点匹配 清理重复的焊点 一键显示组件多项信息 自动统一组件ID 属性ID和零件号 清理分析设置仅保留基本模型信息 自动读取bom表中的材料和厚度写入组件命名 根据组件命名批量赋单元特性和材料 按照预设的参数自动进行几何清理和网格划分 并完成一些后期处理 示例1 Batchmesh工具 关于建模效率提升 直接用Batchmesher模块进行网格自动划分 用户需进行以下操作 1 从总成模型中提取需划分网格的部件 存为独立的几何文件 2 进入batchmesher界面 设定相关参数 3 batchmesher模块完成自动网格划分 4 将完成网格划分的部件导入原总成模型 5 重置装配层级关系 开发目标 用户只需选定需要划分网格的comp 即能自动完成上述各项操作 关于建模效率提升 Batchmesh工具工作步骤 所有工作均在hypermesh主界面下完成 模型能够保持原有的装配层级关系 针对Nastran Abaqus和Dyna分别开发相应的TCL程序 涵盖钣金件 实体件 焊点 焊缝 粘胶 包边 螺栓等多种类型 赋材料时首先搜索模型中已创建材料 如无同名材料 则创建新材料 如果comp命名中某些字段缺失 则在comp命名中加标记示警 能够自动区分壳单元comp和实体单元comp 分别采用不同的命名格式 允许bom表中存在空行 如果多个comp共用一个零件号 添加 01 02 03 后缀以区分 如果bom表中缺少某个数据 则在comp命名中加标记示警 工具1 读取bom表的料厚和材料信息 在comp命名体现 工具2 根据comp命名 批量赋材料和厚度 示例2 读取BOM表信息自动为组件赋材料和厚度 关于建模效率提升 关于建模效率提升 工具1工作步骤 关于建模效率提升 工具2工作步骤 关于材料数据库 现实问题 Abaqus Nastran材料库自动生成工具 弹塑性曲线拟合方案 建立常用材料基础数据表 包含杨氏模量 泊松比屈服极限 抗拉极限 断后延伸率等信息 提出四点拟合方案 根据屈服极限 抗拉极限和延伸率等拟合形成弹塑性曲线 根据简单的用户指令 以材料参数表为输入 在HyperMesh环境中自动生成可直接用于Abaqus Nastran计算的材料数据卡片 常用材料性能参数表 解决思路 对于大部分材料 仅有屈服强度 抗拉强度等基本参数 缺乏应力应变曲线 Abaqus Nastran材料卡片需逐个手工输入数据 费时费力 且易出错 关于材料数据库 材料自动生成工具工作步骤 程序能自动判断当前模板是Nastran还是Abaqus 生成弹塑性曲线时 首先读取表格中的试验数据 如果缺少则采用四点拟合方案 关于常规分析项的自动化 关于常规分析项的自动化 示例1 抗凹分析自动化工具 FILLETRADIUSADJUSTNothicknessSmallslidingTYPE SURFACETOSURFACEInitialincrementTimeperiodMinimumincrementMaximumincrementNLGEOM YESSTABILIZEANALYSIS DISCONTINUOUSAUTOMATICTOLERANCESSTATIC STABILIZEOUTPUT FIELD 参数设置 传统分析方法 关于常规分析项的自动化 示例1 抗凹分析自动化工具 参数设置模板化 采用单点加力方案 选上百个点 分别施加法向集中力 建立载荷步进行Abaqus线性扰动分析 根据分析得到的法向位移结果确定薄弱点 总结多个项目的经验 确定一套通用性好的Abaqus分析参数 对于大多数情况均能保证计算收敛性和精度 工具程序能根据简单的用户指令 严格依照分析规范 在HyperMesh环境中自动完成预分析和抗凹性分析的各种操作 生成可直接提交求解的文件 抗凹性分析自动化工具开发思路 确定选择考察点的有效方案 操作自动化和规范化 关于常规分析项的自动化 示例1 抗凹分析自动化工具 在选取的多个点上进行线性扰动分析设置 用于查找薄弱点 自动删除Pre Calc设置 在考察点处进行抗凹分析所需的全部设置 12mm刚性压头和120mm压头 Head 120mm 自动删除抗凹分析各种设置 预分析操作演示 抗凹分析操作演示 Head 12mm Pre UNDO Pre Calc Head UNDO 在用户页面设置5个宏按钮 关于常规分析项的自动化 示例1 抗凹分析自动化工具 传统抗凹分析方法 抗凹分析自动化工具 通常不能准确找到薄弱点 考察点选取 操作复杂度 计算精度 所费工时 需进行几十步操作 设置接近二十个参数 易出错 参数设置难以统一 不同的参数对结果影响较大 且经常不收敛 通常需要2 3次试算 需花费工时2h 10h 准确找到外板中全部刚性较低的点 鼠标仅需点击数次 即可严格按照规范完成全部操作设置 固化了根据经验总结出的参数设置 精度和收敛性好 也利于不同车型之间的结果对比 三分钟之内 不含计算机求解时间 方法对比 关于常规分析项的自动化 示例2 安装点刚度分析自动化工具 传统分析方法 每个车身需分析约60个安装点 对每个点需进行以下操作 安装孔中心建立局部坐标系 将局部坐标系赋给孔中心节点 新建一loadcollector并在孔中心加法向力 为loadstep设置结果输出选项 新建一loadstep并设定载荷约束 关于常规分析项的自动化 示例2 安装点刚度分析自动化工具 提示用户选择安装孔rbe2 每个安装孔需预先建立一rbe2 为每个安装孔建立局部坐标系 并assign给孔中心点 为每个安装孔创建一个loadcolletor用于设置载荷 并在孔中心点施加集中力 为每个安装孔创建一个loadstep 选定载荷和约束 并设置位移应力输出选项 完成SOL Param等卡片设置创建一个loadcolletor以设置约束条件 所有安装点共用 在相应位置自动施加约束 约束点需预先设为指定的节点号 安装点刚度分析自动化工具开发思路 工具1 常规设置 工具2 操作多个安装点 关于常规分析项的自动化 示例2 安装点刚度分析自动化工具 程序能根据RBE2自动确定法方向和中心节点 几点感想 TCL语言 Hypermesh平台开发方案的优点 易上手 无编程经验者学习十几个学时即可入门 投入低 完成一项开发调试仅需数个小时至数个工作日 效果好 工作效率提升明显 且大幅减少人为错误发生机率 工具程序的用户是有一定经验的CAE专业人员 不追求CAE工作的傻瓜化 而是提升专业人员的工作效率和质量 分析结果的评价和优化方案的提出仍然依赖于工程师的理论和经验 TCL程序应简洁高效 尽量选择宏