白车身模态分析流程建模指导书及标准

白车身模态分析流程及建模标准,概述,1.几何模型修正2.几何模型读取3.单元尺寸的定义和模型划分4.模型的合并5.施加载荷和边界条件6.分析计算7.结果的后处理8.修改设计,分析流程图,几何模型修正,几何模型读取,单元尺寸的定义和模型划分,模型的合并,施加载荷和边界条件,结果的后处理,修改设计,几何模型修正,在建立几何模型的过程中,有可能发生几何特征缺失或者产生一些不必要的小碎面，这些几何错误都需要进行清理，否则会影响有限元模型的质量、计算的精度和速度，具体的方法是进行缝合、修补或合并。可以将N个面合并成一个面（此种方法只限对模型质量要求不高的情况），但关键的特征线应该保留，如拐角、和孔等。,几何模型修正,SURFACEEDIT,1,2,3,1,Canusesimultaneouslywithallsurfaces,Surfaceshavecontinuousslope,PATRAN相关的几何模型修正,Point35,ParametricSurface6,Trimmedsurfacewithhole,Trimmedsurface8withhole,Parametricsurfacewithouthole,Trimmedsurface4,RemoveVertex,Parametricsurface,Point44,ParametricSurface2,NewVertex,Trimmedsurface,几何模型读取,：一般公司的数学模型都按照层管理的模式进行，通常不同的层存储不同的信息，在模型读入后，可以将多余的层删除，将有用的面移入当前层中，如条件允许可以将当前层的名称改成零件名称。便于以后添加材料性质卡和辨别零件。PATRAN可以较为方便的将整车的各个不同的零件进行分组并进行管理,CAE模型的建立,根据计算机的能力和要求的精度确定合适的网格大小，划分网格。如果机器的能力和时间允许，可以将单元尺寸划分的小一些（但不能太小），如可以按照碰撞的计算要求进行划分，这样同一个模型既能够计算模态分析，有可以模拟碰撞.,网格划分AdvancedSurfaceMesher,BenefitsDrasticallyreduceanalysismodelingtimethesamepartcannowbemeshedinlessthanaminuteoriginally,itwouldtakeatleast30minutesReducecostIncreaseproductivityBuildqualityfiniteelementmodelswithminimaluserinteraction,UserScenario1,Verify:Surface:BoundaryManyinternalfreeedges,UserScenario1,Verify:Surface:BoundaryManyinternalfreeedges,OverlappedSurfaceboundaries,Gap,UserScenario1,Createinitialtri-meshPseudosurfaces,InitialMesh,UserScenario1,Createinitialtri-meshPseudosurfaces,UserScenario1,PseudosurfacecleanupVerifyelementfreeedges,Cleanup,VerifyFreeedges,UserScenario1,PseudosurfacecleanupCreatecongruentmeshes(basedonuserdefinedtolerance)Selectinitialtri-meshSettoleranceto.1194newelementscreated293freeedgeshavebeenstitchedVerifyfreeedgesagainAllinternalfreeedgesandoverlapshavebeeneliminated2gapsneedstobemanuallystitched,MakeCongruent,UserScenario1,PseudosurfacecleanupStitchfreeedgesSelectfreeedgeUse“FreeEdgeof2DElement“selectioniconUsepolygonpicktoselecttheentiregapRepeatforallknowngaps,Stitching,Thistoolwillclosethegapsofareasdefinedbytheselectededges.Also,Thistoolwillclosethegapswithoutanycheckingoftolerancevalues.,UserScenario1,AdditionalmanualmeshsimplificationMergepseudofacestoeliminateskewedorsliversurfacesCreatehigherqualityfinalmesh,Simplify,Merge16pseudofacesinto1face,MergeFaces,UserScenario1,Additionalmanualmeshsimplification,1face,UserScenario1,CreateFinalMeshSelectallpseudofacesEnterdesiredfinalelementsize,FinalMesh,CAE模型网格质量控制,如果要得到精度较高的计算结果,网格的质量是是至关重要的.相对于模态分析求解网格控制如下单元翘曲角：不大于20度单元长度：通常按照10mm划分，但最小单元长度不要小于5mm。单元长宽比：小于1：5雅各比：大于0.5最小四边形内角：大于40度最大四边形内角：小于135度最小三角形内角：大于15度最大三角形内角：小于140度三角形占全部单元比例：整个模型最好小于10%，最多不多于15%，对单个零件的要求可以放松，最多可到30%（小零件）。,IRREGULARITYCHECKS,Generalmesh/elementchecksBoundaryor“Crack”detectionElementsDuplicationNormalsNodalconnectivityJacobianElementspecificdistortionchecksDeviationformbasicshapedelements,i.e.taperCurvatureandsingularitytestsforquadraticelementsColor-codingbasedonnodeorelementIDnumbers,VERIFYELEMENTBOUNDARY,Plotstheboundaryasfreeedges,oroptionallyfreefacesFreeedge/faceofanelementistheedge/faceoftheelementnotcommon(tiedto)withothersCracksorfreeedgesappearalonggeometricboundariespriortoequivalencing,VERIFYELEMENTBOUNDARYFREEEDGES,Hexmeshexample:,Hexmesh,Freeedgedisplaybeforeequivalencing,Freeedgedisplay*afterequivalencing,Tetmesh,Freeedgedisplaybeforeequivalencing,Freeedgedisplayafterequivalencing,Tetmeshexample:,Dashed(blank)areaindicatesmorethanonetet,Solidlineindicatesonlyonetet,DISTORTIONCHECKOFHEXELEMENTS,TYPICALVERIFYFORM,Aspect,Warp,Skew,Taper,模型的合并,一个白车身由若干个零件组成，模型的合并是一个复杂的事情。一般情况下有两种办法：一种是先进行各大总成的合并，如侧围、地板等，各个总成合并完成后，再进行白车身的合并。此种办法比较简单，而且焊接顺序可以结合车间的焊接顺序进行，比较容易理解，建议初学者使用。另一种办法是将所有的模型全部读入，然后依次将各个零件进行焊接。按照此种办法，需要对车身结构和焊接非常了解，连接过程中经常会遗漏部分焊点，需要反复几次计算才能全部完成。但这种方法有助对白车身的透彻了解。建议熟练后采用。,焊点的连接方式,在给出的焊点坐标附近，用两个RBE2单元连接，或采用一个零件（厚度较大的零件）的节点做主点，相连零件的两个节点做从点的方法。三层板件焊接，中间点作为主点。一般不推荐一个焊点只采用一个RBE2单元（只有两个节点连接）的方式。,施加载荷和边界条件,这是有限元模型的精华，所有令人丧气、郁闷的过程都集中于此，但是当计算结果比较成功的时候，带来的乐趣也是让人兴奋的。这一步需要的是经验和根据经验做出某种简化或者取舍的勇气，尤其是在静力和频率响应计算中。而模态分析可以算是有限元分析中最简单的边界条件，计算过程只要注意一下单位的统一问题就可以了。,分析计算,现代CAE软件的功能大大的加强,使得这步操作基本上不再需要人工干预了。只要在计算大型课题时应对将会使用到的磁盘空间有一定的