闭合件建模规范

Q/SZJ191001-2017闭合件建模分析规范SpecificationOfGlosuresModelingGuidelines20XX20XX-XX-XX实施20XX-XX-XX发布XXXX汽车工程技术有限公司发布Q/SZXX-X-2017闭合件建模规范范围本标准规定了术语和定义、闭合件建模方法。本标准适用于CAE部门闭合件建模。规范性引用文件无。术语和定义无。摘要本规范规定了CAE闭合件建模方法。有限元网格分析模型包括所有的侧边和前后闭合件。有限元计算：NASTRAN：用于基本的线性分析ABAQUS：用于材料非线性最大变形分析DYNA：用于材料非线性动力学分析这个规范详细制定了一个标准模板，提供给CAE工程师用于有限元网格分析和编制报告。工具描述仿真分析过程中需要用到的如下软件:Thefollowingsoftwarefacilitatestheanalyticalsimulationprocess:前处理(Preprocessors):Hypermesh求解器(AnalysisCode):MSC.Nastran后处理(Postprocessors):Hyperview建模和分析过程单位分析中所用单位制如下所示:Theunitsusedintheanalysisareasfollows:力(Force) 牛顿(N)质量(Mass) 吨(Ton)长度(Length) 毫米(mm)时间(Time) 秒(Second)所有CAE闭合件有限元分析模型需要的单元类型见下表：表1软件要求单元类型表HYPERMESHNASTRANABAQUSSHELLTRIA3CTRIA3S3,S3RSHELLQUAD4CQUAD4S4,S4RSOLIDTETRA4CTETRAC3D4SOLIDPENTA6CPENTAC3D6SOLIDHEX8CHEXAC3D8I1-DRIGIDRBE2BEAM,KINCOUP1-DSPRINGHMSPRING,CELAS1SPRING2,SPRINGA1-DBAR2CBARB31内容有限元的模型内容包括结构特征，有几何和材料属性，内饰质量，以及铰链门锁等。坐标系全局坐标系：+X=向后，+Y=向右，+Z=向上DOF=自由度1=X前后方向自由度，2=Y左右方向自由度，3=Z上下方向自由度，4=X向旋转自由度，5=Y向旋转自由度，6=Z向旋转自由度（例如SPC1-3意思就是三个方向自由度约束，旋转自由度释放）建模技巧零部件的接触面在许多负载情况下，部件之间的接触没有被建模。请参考详细的分析过程，以确定何时以及如何建模部件之间的联系。模型转换该指南解释了如何在NASTRAN和Abaqus之间转换FEA模型。NASTRAN-ABAQUS在HM中使用“conver”按钮，将模型从Nastran转换为Abaqus转换元素,材料、厚度、载荷、约束等。在HM的“单元类型”面板中更新单元类型。这允许单元类型为1D、2d和3D单元。从Nastran线性到Abaqus非线性更新所需的材料属性。Abaqus从m-vision可获得的非线性特性。Nastran和Abaqus之间的关系是一致的，不需要改变：模型检查表2模型检查要求RequirementPre-ProcessorCheck1-DElements2-Delements3-Delements1.FreeendsNoelementswithfreeends,unlessspecifiedotherwise______2.RigidloopsNoelemareinterdependant______3.DependencyNoelemaredoubledependent______4.DuplicatelementsNoduplicaterigidelementsNoduplicateelementsNoduplicateelements5.Connectivity___NoelementswithquestionableconnectivityNoelementswithquestionableconn.6.ElementNormals___ConsistentforeachpartConsistentforeachpart7.Edges___Nounintendeddiscontinuities___8.Faces______Nounintendeddiscontinuities9.Penetration___NopenetrationbetweenpartsNopenetrationbetweenparts10.Meshdensity___ConsistentConsistentPre-ProcessorCheckRequirementsfor2-Dand3-DelementsatCritical/Attachmentregions结果检查Nastran验证Epsilon是否小于10-8验证最大因子比是小于107检查/检验所有警告消息。检查F06文件是否报错。检查总的结构性能，确保所有网格都连接在一起，组件按预期运行，结构是稳定的，而不是过度受限的。验证质量属性是有意义的。验证PARAM，WTtMASS不被使用或者是1.0确保输入不包括PARAM，BAILOUT，-1自由模态测试运行是验证模型的一种简单方法检查反作用力和力矩，确保它们与你想要应力一致。你的结果是否合理，是否符合之前的程序。Abaqus对结构的整体变化进行检查。检查消息文件(.msg和.dat)搜索关键字:错误(尤其是消息文件的末尾)。解决收敛问题；使用STATIC,STABILIZE的命令消除非线性的刚性确保单位是正确的控制面板抽中面的零部件进行mesh壳单元网格尺寸在10-15mm转换网格平滑地从较大的单元到较小的单元以几何图形的形式来调整网格，如半径、面板、法兰等，以及在铰链、门闩和其他附件上的位置。单元的最小尺寸是4毫米(除非由另一个建模指南来决定)在设计数据中模拟任何直径大于10毫米的洞当连接一个螺栓连接时，请参阅螺栓连接建模指南包边包边区域以不同于内外蒙皮厚度的单元组表示，包边部分采用1排单元模拟。该组的单元厚度为T=2xT1（外蒙皮厚度）+T2（内蒙皮厚度），简化如图2所示图1包边建模示意焊接单个刚性单元焊点连接使用刚性元素(dof1-6)来表示焊接NASTRAN:RBE2ABAQUS:BEAM节点对齐，这样焊接单元就垂直于面一个节点不能与多个刚性元素相连接，不应该受到约束验证节点位于中面丝、铆钉、金属紧固件(开关锁)与焊接件相同点焊的快速建模NASTRAN点焊快速建模焊接方式如下：焊缝用CBUSH。在CBUSH的每一个末端都有6个MPC(每一个DOF都连接了基本。一种描述CBUSH特性的PBUSH卡片(基于直径6毫米的焊缝。)图2点焊示意图粘胶建模弹簧单元模拟模型的线性弹簧单元，大约50毫米，沿着mastic线NASTRAN：线性弹簧单元刚度K1，K2和K3HMSPRING的单元是用“HM_ELAS’”属性类型卡片创建的ABAQUS：线性弹簧单元刚度K3可以使用SPRINGA单元Mastic是一种低刚性的粘合剂用于将内部面板和外部面板连接。Spring单元端点的外部和内部面板节点应该对齐(也就是说，spring单元应该垂直于面板。图3弹簧单元粘胶示意图如果单元不与全局坐标系一致，则应该定义一个局部坐标系材料类型pringrates:K1=0.5N/mmpermmlengthK2=0.5N/mmK3=3.5N/mm实体单元图4实体单元粘胶示意图项目内部面板网格与外部面板表面排列节点材料属性：E=14.0MPa;Nu=0.35;Rho=1.06x10-6kg/cu.mm.CBUSH单元，有6个弹簧PBUSH属性铰链建模前罩铰链建模：铰链轴必须是绕着铰链轴旋转，连接rigid的中心点，中心点在一条直线上，并释放Y轴旋转自由度，铰链抽中面，网格尺寸4-8mm。图5前罩铰链模型示意图图7前罩铰链轴建模要求背门铰链建模铰链厚度大于5mm，使用实体网格，并且有三排单元。小于5mm使用抽中面的壳单元网格，网格尺寸3-8mm，铰链轴与全局y轴平行，连接rigid的中心点，中心点在一条直线上，释放Y向旋转自由度。图8背门铰链模型示意图图8背门铰链轴建模要求四连杆铰链使用抽中面的壳单元网格，网格尺寸3-8mm。四连杆铰链的转动中心位于绿色和紫色链接的交叉点上（如下图所示）。转动中心点全部释放轴向旋转自由度。图9四连杆铰链建模要求铰链轴孔用RBE2连接，中间用CBAR单元把RBE2中心点链接起来，并释放轴向的旋转自由度。门铰链建模铰链实体网格需要铰链实体网格需要至少3排网格单元图10门铰链建模方式锁扣建模锁模型组件包括：锁支架，弹簧，锁定装置手柄，叉状螺栓，支承部件，接触面，锁紧位置的锁钩。对于大多数加载情况，锁都不建模，用集中质量点代替。使用壳单元，对于支架和支撑RBE2，使螺栓连接不需要对移动部件进行建模。前罩锁及前罩锁钩建模前罩锁对于大多数载荷下，前罩锁都不建模。前罩锁建模使用壳单元。对于支架和支撑使用RBE2连接，螺栓不建模。前罩锁钩简化模型建模使用RBE2将锁钩的接触点与锁钩安装点连接起来。图11前罩锁钩简化模型前罩锁钩详细模型建模前罩锁钩详细模型建模方法有两种：用1D的CBAR或CBEAM单元模拟；用实体单元模拟。行李箱盖锁及锁钩建模用RBE2连接锁钩中心和锁安装点锁盖板用壳单元模拟不需要对其他部件建模局部坐标系与锁点运动方向一致图12行李箱锁建模气撑杆气撑杆（或者气弹簧）具有很高的压力，，但是有很低的刚度。力的输出依赖于温度（+/-25%）和寿命（10年损耗最高25%）刚度分析时候，气撑杆不建模，因为它们的刚度很低。卡片控制：MPC=(设置id)(类似于“SPC=”命令。检查MPCs为正确的id。批量数据所需的卡PARAM、K6ROT1.0。(阻止CBUSH在其轴上旋转。)如果有多个id(类似于SPCADD)，则可以使用MPCADD卡。(类似于SPCADD。)可选的控制卡片：MPCFORCES=(设置id)。返回MPC再设置CBUSH加载的力，用于吸出焊接力。假设和限制本规范仅用于静态线性分析载荷和边界条件约束单个点的约束图13单点约束示意图分散约束图14分散约束示意图非结构质量：分散质量（集中质量分散到各个点）图15分散质量示意图选择NASTRAN均匀的可分配的非结构质量在PSHELL卡片里设定。集中质量图16集中质量示意图载荷集中载荷加载集中载荷：在RBE2independent点加载载荷图17集中载荷加载示意图分散载荷加载分散载荷：在方块区域上的节点加载载荷。每个节点的