乘用车顶部抗压强度分析规范

Q/SZJ191001-2017乘用车顶部抗压强度分析规范SpecificationofRoofCrushAnalysis20XX20XX-12-31实施20XX-11-27发布XXXX汽车工程技术有限公司发布Q/SZXX-X-2017乘用车顶部抗压强度分析规范范围本标准规定了术语和定义、乘用车顶部抗压强度分析要求及方法。本标准适用于本公司乘用车顶部抗压强度CAE分析。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB26134-2010乘用车顶部抗压强度；整车碰撞分析有限元建模规范。术语和定义无摘要Abstract本规范描述了乘用车顶部抗压强度分析流程，评估车顶抗压强度是否满足《GB26134-2010乘用车顶部抗压强度》要求，如图1所示。ThisdocumentdescribesthecommonProceduretoassesstheGB26134-2010requirementsforroofcrushresistance.图1乘用车顶部抗压强度分析示意图流程图ProcessFlowDiagram乘用车顶部抗压强度分析流程图如图2所示。模型加载设置Loadsset白车身有限元模型输入模型加载设置Loadsset白车身有限元模型输入BIWFiniteelementmodelinput检查基础模型C检查基础模型Checkbasemodel分析模型接触设置Contactset控制卡片设置Controlcardset控制卡片设置Controlcardset建立加载装置CAE模型SetuploadingdeviceCAE布置位移传感器布置位移传感器Layoutofdisplacementsensor提交计算S提交计算Submittoanalysis结果处理Result结果处理Result模型约束设置Constraintsset图2乘用车顶部抗压强度分析流程图工具描述ToolDescription仿真分析过程中需要用到的如下软件:Thefollowingsoftwarefacilitatestheanalyticalsimulationprocess:前处理(Preprocessors):HyperMesh,Primer求解器(AnalysisCode):LS-DYNA后处理(Postprocessors):Hyperview,Hypergragh,LSPrePost建模过程ModelingProcedure单位Units建模中所用单位制如下所示:Theunitsusedinthemodelingareasfollows:力(Force) 千牛(KN)质量(Mass) 千克(kg)长度(Length) 毫米(mm)时间(Time) 毫秒(ms)内容Contents乘用车顶部抗压强度分析模型包含白车身、车门以及刚性加载装置，该模型根据《整车有限元建模规范》建立。ABIWmodel、doorandrigidwallareneeded.DetailedmodelingprocedurecouldbefoundintheEntireVehicleCrashAnalysisFiniteElementModelingSpecification.坐标系CoordinateSystems有限元模型采用标准的笛卡尔整体坐标系，当测量加速度、速度和侵入量时，可能需要采用局部坐标系。TheFiniteElementmodelsshouldusethestandardglobalCartesiancoordinatesystem.Whenmonitoringaccelerations,velocities,anddisplacements,localcoordinatesystemsmaybeused.建模技巧ModelingTechniques有限元基础模型输入顶部抗压强度分析模型可从整车碰撞CAE模型中提取，将有限元模型导入CAE分析的前处理软件，该模型要求根据《整车碰撞有限元建模规范》规范建立，提取关键部位包括：白车身、前后车门，有天窗的需要带天窗数据。检查有限元基础模型7.4.2.1检查如4.4.1所述的模型，要求数模齐全，网格质量及连接满足《整车碰撞有限元建模规范》要求。顶部加载装置7.4.3.1导入顶部加载装置，CAE中的加载装置处理为一个刚性平面，根据GB26134-2010乘用车顶部抗压强度法规建立，X向长度为1829mm，Y向宽度为762mm，如图3所示。图3顶部加载装置分析模型接触设置乘用车顶部抗压强度分析模型主要包括以下接触：CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE:加载装置与白车身接触；CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE:白车身自接触；CONTACT_AUTOMATIC_SPOTWELD：白车身焊点与车身连接接触。控制卡片设置计算控制卡片主要定义：CONTROL_TERMIANTION:设定分析时间100ms；CONTROL_TIMESTEP:设定计算控制时间步长，根据网格质量控制最小单元尺寸确定。当最小单元尺寸为3mm时，dt2ms应大于6.0×10-4ms；CONTROL_SHELL:设定壳单元控制卡片；CONTROL_SOLID:设定体单元控制卡片；CONTROL_CONTACT:设定接触控制卡片；CONTROL_PARALLEL:设定并行处理器控制卡片：CONTROL_OUTPUT:设定输出参数控制卡片；CONTROL_ENERGY:设定能量控制卡片。数据输出卡片主要定义：DATABASE_GLSTAT：定义文本输出总体信息；DATABASE_MATSUM：定义文本输出材料信息；DATABASE_NODOUT：定义文本输出节点信息；DATABASE_RCFORC：定义接触数据输出信息；DATABASE_SLEOUT：定义文本输出梁单元信息；DATABASE_SECFORC：定义截面数据输出信息；DATABASE_BINARY_D3PLOT：定义计算结果文件输出信息；DATABASE_BINARY_D3THDT：定义单元历史数据输出信息。假设和限制Assumptions/Limitations假设Assumptions焊接假设WeldAssumptions8.1.1.1除非特别指定，通常情况下不考虑焊点失效。8.1.1.2所有焊点都起作用。8.1.1.3当不能获得焊点信息时，焊点间距为40-60mm。材料假设MaterialAssumptions8.1.2.1同一个PART中，所有区域的材料属性一致。8.1.2.2考虑应变率影响。8.1.2.3不考虑材料撕裂。几何假设GeometryAssumptions8.1.3.1忽略非显著特征，如直径小于6mm的孔。8.1.3.2不考虑制造过程中产生的褶皱、裂缝及其他非设计特征。刚性部件RigidComponents8.1.4.1在碰撞过程中变形很小的件设置为刚性。8.1.4.2螺栓通常被看做不失效的刚性连接。影响很小的部件8.1.5.1对结果影响很小的部件可以不包含在模型中，但是要配重。限制Limitations材料Material8.2.1.1材料的应力应变曲线只是试验值的近似。数值限制NumericalLimitations8.2.2.1任何数值解都是近似解。载荷和边界条件Loads/BoundaryConditions根据GB26134-2010乘用车顶部抗压强度，按车辆整备质量的1.5倍加载，但最大不超过22240N，持续到加载力与反作用力为平衡状态（国标要求是120s之内），要求加载位移不超过127mm。CAE分析根据计算时间及仿真精度进行综合考虑，采用分析加载方式为：在加载方向上，给加载装置强制120ms匀速下压127mm，提取力一位移曲线，要求在加载装置下压至127mm的时刻，车身的反作用力大于整备质量的1.5倍（当整备质量的1.5倍大于22240N时，则车身的反作用力需大于22240N）。在整个顶压分析的过程中，要设定重力加速度，加速度值为9.8l×10-3mm/ms2。加载装置的布置见图4。图4加载装置布置示意图结果Results分析结果主要包括：车身变形，力与位移曲线。性能要求PerformanceRequirements要求在加载装置下压至127mm的时刻，车身的反作用力大于整备质量的1.5倍（当整备质量