基于HYPER WORKS的前舱盖有限元分析

刘金宝 王艳华 李 昂 蔡智清 李旭亮

(中北大学 山西 太原 030051)



基于HYPER WORKS的前舱盖有限元分析

刘金宝 王艳华 李 昂 蔡智清 李旭亮

(中北大学 山西 太原 030051)

前舱盖是轿车的是重要部件，其性能的好坏直接影响汽车的整体性能。本文通过Hypermesh和MSC.Nastran软件平台，对某款SUV前舱盖进行有限元建模，分析计算自由模态和刚度，验证是否满足设计要求。

前舱盖；有限元；模态；刚度

一、概述

前舱盖是最醒目的车身构件之一，是车身重要的开启件，因此，其结构性能的好坏，直接影响车身的总体性能和舒适性。本文主要对前舱盖进行有限元分析，分析内容主要包括自由模态和静刚度分析，并根据分析结果对前舱盖结构进行评估。

本文采用有限元分析，通过对前舱盖的几何数模，利用Hypermesh建立有限元模型，给定一定的边界约束条件和载荷条件，采用MSC Nastran求解器对分析模型进行求解。

二、有限元模型的建立

根据设计部门提供的前舱盖数模建立有限元分析设计模型，对模型进行了有限元处理:前舱盖采用壳体单元建模，整个模型共有26278个单元，26249个节点，其中三角形占4.7﹪。钣金件之间采用焊点以及REB2模拟链接，内外板之间采用粘胶链接。模型中材料属性如表2-1所示，有限元模型如图2-1所示。

图2-1 前舱盖有限元模型

材料弹性模量E(Mpa)泊松比密度(t/mm2)钢2．1×1050．37．9×10-9焊点2．1×1050．37．9×10-9粘胶10000．491．1×10-9

(一)前舱盖模态分析及结果

前舱盖模态分析边界条件:自由，无任何约束。由于对前舱盖的振动响应影响相对较大的激励频率多集中在低频域，所以在此只需关注前6阶典型振型，前舱盖模态主要关注一阶扭转模态与一阶弯曲模态，模态阵型图如图2-2,2-3所示。

图2-2 前舱盖一阶扭转云图

图2-3 前舱盖一阶弯曲云图

一阶扭转模态与一阶弯曲模态的频率如表2-2所示。

表2-2 前舱盖模态频率

(二)前舱盖刚度分析及结果

前舱盖刚度分析主要有两种工况，一是侧向刚度，一是扭转刚度。

侧向刚度分析边界条件：左右两个铰链安装孔约束123456自由度，加载点约束3自由度，加载点加载Y向180N；扭转刚度分析边界条件：左右两个安装孔约束123456自由度，加载点约束3自由度，加载点Z向加载100N。前舱盖侧向刚度分析结果如图2-4，表2-3所示，扭转刚度分析结果如图2-5，表2-4所示。

表2-3

图2-4 前舱盖侧向刚度位移云图

位移(mm)5．174扭转刚度(Nm/deg)140．686目标值(Nm/deg)80判定合格

图2-5 前舱盖扭转刚度位移云图

三、结论

通过对某SUV前舱盖的模态与刚度分析，结合以上的分析与研究可得出结论：该车型前舱盖固有特性符合设计要求，为后续的车身结构设计提供重要的依据。

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