行李箱盖板Interface刚度分析

Q/SZJ191001-2017行李箱盖板Interface刚度分析SpecificationofDecklidInterfaceStiffnessAnalysis20XX20XX-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行李箱盖板Interface刚度分析范围本标准规定了术语和定义、行李箱盖板Interface刚度分析方法及结果处理方法。本标准适用于CAE部门行李箱盖板Interface刚度分析。规范性引用文件无。术语和定义无。摘要Abstract本文描述后行李箱盖板车身侧的bumper、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。Thisdocumentationdescribesproceduresrequiredforthestaticstiffnesscalculationofdecklidbumperbodyside,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在计算行李箱盖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,localcoordinatesystemsareusedtoanalyzethestiffnessondifferentlocationsofdecklidbodyside.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.图3约束条件Fig3Constraints/BoundaryConditions载荷Loads行李箱盖板bumper刚度Decklidbumperbodysidestiffness将bumper视为一个rigid，用RBE2表示。Bumper的中心点作为RBE2的主动点，从动点分布在bumper的接触面上。RBE2需设置局部坐标系，其Z轴方向平行于bumper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.Contactdirection1NContactdirection1N图4行李箱盖板Bumper加载Fig4DecklidBumperLoads车身侧鹅颈铰链的刚度GooseneckHingeBodysideStiffness鹅颈铰链支座上主销穿过的两个孔分别用rigids连接。用一个rigid将两个孔的rigids连接，其主动点位于主销的中心。分两个工况，分别在枢轴中心（rigid的主动点）沿全局坐标的X和Z轴作用单位力（1N）。分两个工况，分别在枢轴中心（rigid的主动点）绕全局坐标的Y和Z轴作用单位力矩，如图5所示。Rigidsareusedtomodeltheendsofthepivotpinattheholesofthepivothingebox.Arigidisthenusedtoconnectthe2rigidswiththeindependentnodeinthemiddleoftheboltspan.Applyaunitload(1N)ineachoftranslationaldirectionsGlobalXandGlobalZatthemiddleofthepivotpin.ApplyaunitmomentaboutGlobalYandGlobalZatthemiddleofthepivotpin,asshowninFigure5.图5鹅颈铰链处的加载Fig5GooseneckHingeLoads密封条翻边刚度Sealflangestiffness各取上、下和侧边密封条翻边100mm，用RBE2连接中间点和翻边边缘点。在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Fig6SealFlangeLoads4Bar铰链刚度4BarHingeStiffness铰链与车身安装点处的螺栓和垫圈用rigid连接。铰链整体用一个rigid表示，连接安装点处的两个rigids，其主动点位于铰链的中心。在铰链中心点沿全局坐标的Y和Z方向分别加载单位力1N。在铰链中心点绕全局坐标的X方向作用单位力矩，如图7。Rigidsareusedtomodeltheboltsandwashersforthehinge.Arigidisthenusedtoconnectthe2rigidswiththeindependentnodeinthemiddleoftheboltspan.Applyaunitload(1N)ineachoftranslationaldirectionsglobalY,andGlobalZattherigidconnectingthebolts.ApplyaunitmomentaboutGlobalXattheindependentnode,asshowninFigure7.图74Bar铰链加载方式Fig74BarHingeLoads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),asshowninFigure8.1N1N图8锁扣的加载Fig8Latch/StrikerLoads结果Results结果格式ResultsFormats输出各工况加载点沿加载方向的位移或转动角度，其静刚度为位移或转动角度的倒数。Outputdisplacementsorrotationanglesattheloadingpointsalongtheloadingdirections.Stiffnessisthereciprocalofdisplacementorrotationanglesattheloadingpointoncorrespondingsubcases.相关测试CorrelationTestsN/A性能要求PerformanceRequirements行李箱盖板bumper刚度性能要求Decklidbumperstiffnessperformance行李箱盖板Bumper接触方向的刚度性能与项目相关，应参考该项目的SSTS所设定的目标。行李箱盖板Bumper接触方向的刚度>=400N/mm。Thestiffnessofdecklidbumperalongcontactdirectionisprogramspecific,whichrefertoprogramSSTSfortargets.Thestiffnessofdecklidbumperalongcontactdirection:>=400N/mm.鹅颈铰链刚度性能要求Gooseneckhingestiffnessperformancerequirements行李箱盖板鹅颈铰链沿受力方向的刚度性能与项目相关，应参考该项目的SSTS所设定的目标。U/D方向的刚度>=TBD*N/mm（主销中心点处的刚度）F/A方向的刚度>=TBD*N/mm（主销中心点处的刚度）绕C/C轴的扭转刚度>=TBD*Nm/rad（主销中心点处的刚度）绕U/D轴的扭转刚度>=TBD*Nm/rad（主销中心点处的刚度）Thestiffnessofgooseneckhingealongtheloadingvectorisprogramspecific,whichrefertoprogramSSTSfortargets.StiffnessinU/Ddirection:>=TBD*N/mm(measuredatthemiddleofpivotpin)StiffnessinF/Adirection:>=TBD*N/mm(measuredatthemiddleofpivotpin)TorsionalStiffnessaboutC/Caxis:>=TBD*Nm/rad(measuredatthemiddleofpivotpin)TorsionalStiffnessaboutU/Daxis:>=TBD*Nm/rad(measuredatthemiddleofpivotpin)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SSTS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,whichrefertoprogramSSTSfortargets.Thestiffnessofsealflangeineitherdirection>=100N/mm(100mmlengthflange).4Bar铰链刚度性能要求4BarHingeStiffnessperformancerequirements铰链的刚度性能与项目相关，具体数值参考项目SSTS所设定的目标值。U/D方向的刚度>=1000*N/mm（铰链中心点处的刚度）C/C方向的刚度>=1000*N/mm（铰链中心点处的刚度）绕F/A轴的扭转刚度>=1000*Nm/rad（铰链中心点处的刚度）Thestiffnessofhingeisprogramspecific,whichrefertoprogramS