背门Interface刚度分析规范

Q/SZJ191001-2017背门Interface刚度分析规范SpecificationofLiftgateInterfaceStiffnessAnalysis20XX20XX-06-30实施20XX-05-29发布XXXX汽车工程技术有限公司发布Q/SZXX-X-2017背门Interface刚度分析规范范围本标准规定了术语和定义、背门Interface刚度分析方法及结果处理方法。本标准适用于CAE部门背门Interface刚度分析规范。规范性引用文件无。术语和定义无。摘要Abstract本文描述背门车身侧的缓冲器、电动气撑杆、电动门模块、密封条翻边、铰链和锁扣的刚度分析过程。Thisdocumentationdescribesproceduresrequiredforthestaticstiffnesscalculationofliftgatebumperbodyside,powerbodysideballstud,powermodulebodyside,sealbodysideflange,hingebodysideandlatchseparately.流程图ProcessFlowDiagram建模建模BuildFEmodel设置边界条件Defineconstraints/boundaryconditions设置加载条件Defineloads计算SubmittoNastranorOptistruct处理输出文件Dealwiththeoutputfiletogettheresults结果是否满足要求Istheresultsok?白车身CAD模型BodyinWhiteCADmodel结束EndYES优化OptimizationNO图1流程图Fig1ProcessFlowDiagram工具描述ToolDescription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):Nastran,Optistruct后处理(Postprocessors):HyperView建模和分析过程Modeling/AnalysisProcedure单位Units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)内容Contents在白车身的后车门门框处进行横向截取，取白车身的后半部分作为分析模型，如图2。TaketherearpartofthebodyinwhitewhichiscutatthereardoorframealonglateraldirectionasFigure2.图2分析模型Fig2TheSimulationModel坐标系CoordinateSystems在计算背门车身侧不同位置的刚度时，施加载荷的方向不同，需要用到不同的局部坐标系。其他情况下默认为全局坐标系。Duetothedifferentloaddirectionsondifferentsubcases,localcoordinatesystemsareusedtoanalyzethestiffnessondifferentlocationsofliftgatebodyside.Onothercircumstances,usetheglobalcoordinatesystemasthedefaultone.建模技巧ModelingTechniques网格质量要求，平均单元尺寸3-8mm，翘曲小于12°，雅克比大于0.6，三角形单元数量小于10%。局部应力区域没有三角形单元，关键安装点周围没有三角形单元。增加一圈washer在螺栓孔上。螺栓用Rbe2+Cbar单元或Rbe2+Rbe2单元模拟。焊缝用Penta焊缝类型模拟。Meshqualityrequirements:Averageelementsizeis3to8mm,Warpage<12,Jacobin>0.6，Triangleselementproportion<10%.Notrianglesinlocalstressconcentratedarea.Notriangularelementsaroundkeyfixpoints.Addonewasherattheboltholes.UseRbe2+CbarelementsorRbe2+Rbe2elementstosimulatebolts.UsePenta-typedweldtosimulatewelds.假设和限制Assumptions/Limitations假设Assumptions与物理试验相比较，对于焊点焊缝失效和材料局部撕裂的地方，分析模型假设没有焊点焊缝失效和材料撕裂。对于螺纹连接处，假设分析模型没有螺纹失效。Incomparisonwiththephysicaltest,wherespotweldsmailfailandmaterialmaylocallytear,theanalyticalmodelassumesnoweldsfailureandnomaterialtear.Astothescrewingconnection,theanalyticalmodelassumesnoscrewingfailure.限制LimitationsN/A载荷和边界条件Loads/BoundaryConditions约束和边界条件Constraints/BoundrayConditions约束车身截断处123自由度。约束左、右后弹簧座123自由度，如图3。Bodystructureatcross-carcutplane,SPC=123.Bodystructureatsuspensioninterface,SPC=123,asFigure3.SPC=123SPC=123SPC=123SPC=123图3约束条件Fig3Constrains/BoundaryConditions载荷Loads背门缓冲器刚度刚度Liftgatebumperbodysidestiffness将缓冲器视为一个rigid，用RBE2表示。缓冲器的中心点作为RBE2的主动点，从动点分布在缓冲器的接触面上。RBE2需设置局部坐标系，其Z轴方向平行于缓冲器的接触面法向。沿接触方向作用单位力（1N）在RBE2的中心点上，如图4。Modelbumperasarigid,withtheindependentnodeatthecenterofthebumperlocationandthedependentnodescoveringtheareaofcontactfromthebumper.AlocalcoordinatesystemispositionedattheRBE2withtheZaxiscolinearwiththecontactdirection.Applyaunitload(1N)inthecontactdirection,asFigure4.图4背门缓冲器加载Fig4LiftgateBumperLoads电动气撑杆刚度Powerballstudstiffness将气撑杆视为一个刚体，与白车身支架相连的螺栓和垫圈也用刚体表示。背门开启或关闭时，需在气撑杆的一端设置局部坐标系，使其X轴平行于气撑杆受力方向，Y轴平行于车身横向。背门开启或关闭时，在气撑杆一端作用单位力（1N），方向平行于的气撑杆轴向，如图5。Arigidisusedtomodeltheballstud.RigidsareusedasboltsandwashersattachingthebrackettotheBIW.Intheliftgateopenedorclosedposition,twolocalcoordinatesystemsarepositionedattheendoftheballstudwithXaxiscolineartothestrutforcevetorandtheYaxisinthecrosscardirection.Applyaunitload(1N)onthenodeattheendoftheballstudcolineartothestrutineachposition,asshowninFigure5.图5气撑杆加载Fig5BallStudLoads密封条翻边刚度Sealflangestiffness在背门门框上、下和侧边密封条翻边各取100mm，用RBE2连接中间点和翻边边缘点。在背门框上、下和侧边密封条翻边中间点分别建立局部坐标系。X轴垂直于翻边表面，Z轴垂直于翻边边缘。在RBE2中间点沿各自的局部坐标系的X,Z向分别加载单位力（1N），如图6所示。Rigidsareusedtomodela100mmlengthofthedown,topandlateralsealflange,withtheindependentnodeatthecenterofthe100mmlengthandthedependentnodeslocatedatthe100mmlength.AlocalcoordinatesystemispositionedattheRBE2withXaxisperpendiculartotheflangeandtheZaxisparallelwiththeflange.ApplyaUnitload(1N)intheXandZtranslationdirectionsoftheLCS,asshowninFigure6.图6密封条翻边加载方式Fig6SealFlangeLoads铰链刚度HingeStiffness将铰链的螺栓和垫圈用刚体连接。铰链整体用RBE2表示，其主动点为铰链转动中心点，从动点连接螺栓和垫圈。在铰链转动轴中心点沿全局坐标X,Y,Z向分别加载单位力1N，如图7。Rigidsareusedtomodeltheboltsandwashersforthehinge.Arigidisthenusedtomodelthehinge,withtheindependentnodeatthecenterofthehingepivotlocationanditsdependentnodesconnectingthehingeboltsandwashers.Applyaunitload(1N)ineachoftranslationaldirectionsglobalX,globalY,andGlobalZattherigid,asshowninFigure7.图7铰链加载方式Fig7HingeLoads锁扣刚度Latch/Strikerstiffness用RBE2连接锁扣模型。取锁扣外侧立柱的中点作为主动点。若立柱是实体单元，从动点则连接立柱的横截面；若立柱是用RBE2表示，从动点则连接锁扣底座。在锁扣点建立局部坐标系，X向为锁与锁扣接触方向，Z向为锁扣立柱方向。在锁扣外侧中点处分别沿局部坐标系X,Y,Z向加载单位力（1N），如图8所示。Arigidisusedtomodelthestriker,withtheindependentnodeatthecenterpointofthestrikerwireandthedependentnodesconnectingthewirecross-section(ifsolidelements)orthestrikerbaseifrigidrepresentsstrikerwire.AlocalcoordinatesystemispositionedattheREB2withtheXaxisinthecontactdirectionofthelatchandtheZaxiscolinearwiththeaxisofthewire.Applyaunitload(1N)ineachoftranslationaldirectionsonthelocalcoordinatesystem(X,Y,Z),asshowninFigure8.结果Results结果格式ResultsFormats输出各工况加载点沿加载方向的位移，其静刚度为位移的倒数。Outputthedisplacementsattheloadingpointsalongtheloadingdirections.Stiffnessisthereciprocalofdisplacementateachpointoncorrespondingsubcases.相关测试CorrelationTestsN/A性能要求PerformanceRequirements背门缓冲器刚度性能要求LiftgatebumperbodysidestiffnessperformanceRequirements背门缓冲器接触方向的刚度性能与项目相关，应参考该项目的《整车CAE性能目标与方案》所设定的目标。背门缓冲器接触方向的刚度>=400N/mm。Thestiffnessofliftgatebumperalongcontactdirectionisprogramspecific,whichrefertoprogram《整车CAE性能目标与方案》fortargets.Thestiffnessofliftgatebumperalongcontactdirection:>=400N/mm.电动气撑杆刚度性能要求Powerballstudstiffnessperformancerequirements背门气撑杆沿受力方向的刚度性能与项目相关，应参考该项目的《整车CAE性能目标与方案》所设定的目标。背门开启或关闭状态下，气撑杆沿受力方向的刚度>=1500N/mm。ThestiffnessofPowerballstudalongtheforcevectorisprogramspecific,whichrefertoprogram《整车CAE性能目标与方案》fortargets.ThestiffnessofPowerballstudalongthestrutforcevectorinopenandclosedpositions:>=1500N/mm.密封条翻边刚度性能要求Sealflangestiffnessperformancerequirements密封条翻边沿受力方向的刚度性能与项目相关，应参考该项目的《整车CAE性能目标与方案》所设定的目标。密封条翻边沿受力方向的刚度>=100N/mm（100mm长的翻边）.Thestiffnessofsealflangealongtheforcevectorisprogramspecific,whichrefertoprogram《整车CAE性能目标与方案》fortargets.Thestiffnessofsealflangeineitherdirection:>=100N/mm(100mmlengthflange)铰链刚度性能要求HingeStiffnessperformancerequirements铰链的刚度性能与项目相关，具体数值参考项目《整车CAE性能目标与方案》所设定的目标值。铰链转动轴中心点沿全局坐标系X向的刚度值>=1500N/mm.铰链转动轴中心点沿全局坐标系另外两个方向（Y&Z）的刚度值>=1000N/mm.Thestiffnessofhingeisprogramspecific,whichrefertoprogram《整车CAE性能目标与方案》fortarg