CN109101771A - 一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法 - Google Patents

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刘邦雄
范朝兵
罗碧波
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Abstract

本发明提供一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法，其方法步骤包括：建立所述汽车发动机舱盖三维模型，将所述汽车发动机舱盖三维模型导入有限元软件中，对所述汽车发动机舱盖三维模型进行几何清理、网格划分；建立分析边界条件，对所述汽车发动机舱盖三维模型规定位置施加规定约束和规定载荷；对有限元模型进行力学求解计算，获取规定测点的位移值，根据公式计算发动机舱盖扭转刚度；对计算所得发动机舱盖扭转刚度与目标值进行对比，判定设计方案是否符合扭转刚度要求。解决了现有技术中，通过经验评估汽车发动机舱盖扭转刚度，扭转刚度值的精准程度受到设计人员自身经验水平的影响的问题。

Description

一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法
技术领域
本发明涉及汽车设计领域，具体涉及一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法。
背景技术
发动机舱盖是汽车的重要部件，设计方案需要保证其有足够的扭转刚度，使其具备足够的抵抗扭转变形的能力。汽车发动机舱盖在汽车运行过程中扭转变形大会引起发动机舱盖与车身之间易产生干涉磕碰。因此需要在设计前期严格控制发动机舱盖的扭转刚度，避免开发后期优化修模产生的费用成本和时间成本。
现有技术往往通过经验评估汽车发动机舱盖扭转刚度，扭转刚度值的精准程度受到设计人员自身经验水平的影响，未能形成一套通用的设计前期分析评估体系，不能确保前舱盖设计方案在满足扭转刚度设计目标的前提下进行模具开发和实物生产。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明提供了一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法，解决了现有技术中，通过经验评估汽车发动机舱盖扭转刚度，扭转刚度值的精准程度受到设计人员自身经验水平的影响的问题。
（二）技术方案
本发明通过以下技术方案予以实现：一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法，其应用于汽车发动机舱盖扭转刚度的测量，其特征在于，包括汽车发动机舱盖三维模型，所述汽车发动机舱盖三维模型包括左车身侧铰链安装孔、右车身侧铰链安装孔、左缓冲垫安装点和右缓冲垫安装点；其方法步骤包括：
a.建立所述汽车发动机舱盖三维模型，将所述汽车发动机舱盖三维模型导入有限元软件中，对所述汽车发动机舱盖三维模型进行几何清理、网格划分；
b.建立分析边界条件，对所述汽车发动机舱盖三维模型规定位置施加规定约束和规定载荷；
c.对有限元模型进行力学求解计算，获取规定测点的位移值，根据公式计算发动机舱盖扭转刚度；
d.对计算所得发动机舱盖扭转刚度与目标值进行对比，判定设计方案是否符合扭转刚度要求。
进一步，所述左车身侧铰链安装孔和所述右车身侧铰链安装孔进行六自由度约束。
进一步，所述左缓冲垫安装点进行垂向自由度约束。
进一步，所述右缓冲垫安装点为加载点位置，选取以所述右缓冲垫安装点为圆心、半径为10mm的圆内的节点施加垂直水平面向上方向的集中载荷F=100N。
进一步，测点位置与加载点位置相同，都位于所述右缓冲垫安装点的位置。
进一步，发动机舱盖扭转刚度分析的刚度计算公式采用加载力/变形角度的方式计算，扭转刚度为：
式中：k——发动机罩扭转刚度，单位为牛米每度（N·m/deg）；d——测点位置的位移值，单位为米（m）；D——所述左缓冲垫安装点和所述右缓冲垫安装点的距离，单位为米（m）；F——施加在加载点上的载荷，单位为牛（N）。
（三）有益效果
本发明提供一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法，该发明具备以下有效效果：
（1）可高效、低成本地进行多种发动机舱盖设计方案的扭转刚度值的获取，一种设计方案只需要0.5个工作日即可完成扭转刚度值的获取，仅需0.5天的人工成本及一台工作站和一套通用软件的投入；
（2）利用该方法可进行多种虚拟方案的优选，确保前舱盖设计方案在满足扭转刚度设计目标的前提下进行模具开发和实物生产，避免用实物进行优选，减少优化修模甚至报废模具的时间成本和费用成本。
附图说明
图1为本发明发动机舱盖扭转刚度分析约束和加载点位置示意图。
图中：1-左车身侧铰链安装孔、2-右车身侧铰链安装孔、3-左缓冲垫安装点、4-右缓冲垫安装点、5-汽车发动机舱盖三维模型。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
本发明提供一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法，如图1所示，包括汽车发动机舱盖三维模型5，汽车发动机舱盖三维模型5包括左车身侧铰链安装孔1、右车身侧铰链安装孔2、左缓冲垫安装点3和右缓冲垫安装点4。
本发明汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法流程如下：
1）建立汽车发动机舱盖三维模型5，将汽车发动机舱盖三维模型5导入有限元软件中，对汽车发动机舱盖三维模型5进行几何清理、网格划分；
2）建立分析边界条件，对汽车发动机舱盖三维模型5规定位置施加规定约束和规定载荷；
3）对有限元模型进行力学求解计算，获取规定测点的位移值，根据公式计算发动机舱盖扭转刚度；
4）对计算所得发动机舱盖扭转刚度与目标值进行对比，判定设计方案是否符合扭转刚度要求。
建立汽车发动机舱盖三维模型5，将汽车发动机舱盖三维模型5导入有限元软件中，对汽车发动机舱盖三维模型5进行几何清理、网格划分后，将发动机舱盖调整至安装状态下的关闭位置，对左车身侧铰链安装孔1和右车身侧铰链安装孔2进行六自由度约束，对左缓冲垫安装点3进行垂向自由度约束，右缓冲垫安装点4为加载点位置，选取以所述右缓冲垫安装点4为圆心、半径为10mm的圆内的节点施加垂直水平面向上方向的集中载荷F=100N;测点位置与加载点位置相同，都为右缓冲垫安装点4的位置。
添加完约束、设置完载荷之后提交有限元分析软件进行力学计算求解，得到测点位移量d，发动机舱盖扭转刚度分析的刚度计算公式：
式中：k——发动机罩扭转刚度，单位为牛米每度（N·m/deg）；d——测点位置的位移值，单位为米（m）；D——左缓冲垫安装点和右缓冲垫安装点的距离，单位为米（m）；F——施加在加载点上的载荷，单位为牛（N）。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法，其应用于汽车发动机舱盖扭转刚度的测量，其特征在于，包括汽车发动机舱盖三维模型（5），所述汽车发动机舱盖三维模型（5）包括左车身侧铰链安装孔（1）、右车身侧铰链安装孔（2）、左缓冲垫安装点（3）和右缓冲垫安装点（4）；其方法步骤包括：
a.建立所述汽车发动机舱盖三维模型（5），将所述汽车发动机舱盖三维模型（5）导入有限元软件中，对所述汽车发动机舱盖三维模型（5）进行几何清理、网格划分；
b.建立分析边界条件，对所述汽车发动机舱盖三维模型（5）规定位置施加规定约束和规定载荷；
c.对有限元模型进行力学求解计算，获取规定测点的位移值，根据公式计算发动机舱盖扭转刚度；
d.对计算所得发动机舱盖扭转刚度与目标值进行对比，判定设计方案是否符合扭转刚度要求。
2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法，其特征在于：所述左车身侧铰链安装孔（1）和所述右车身侧铰链安装孔（2）进行六自由度约束。
3.根据权利要求1所述的一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法，其特征在于：所述左缓冲垫安装点（3）进行垂向自由度约束。
4.根据权利要求1所述的一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法，其特征在于：所述右缓冲垫安装点（4）为加载点位置，选取以所述右缓冲垫安装点（4）为圆心、半径为10mm的圆内的节点施加垂直水平面向上方向的集中载荷F=100N。
5.根据权利要求1所述的一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法，其特征在于：测点位置与加载点位置相同，都位于所述右缓冲垫安装点（4）的位置。
6.根据权利要求1所述的一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法，其特征在于：发动机舱盖扭转刚度分析的刚度计算公式采用加载力/变形角度的方式计算，扭转刚度为：
式中：k——发动机罩扭转刚度，单位为牛米每度（N·m/deg）；d——测点位置的位移值，单位为米（m）；D——所述左缓冲垫安装点（3）和所述右缓冲垫安装点（4）的距离，单位为米（m）；F——施加在加载点上的载荷，单位为牛（N）。
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