CN109284553B - 基于cae分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法 - Google Patents

基于cae分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于CAE分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法，包括：建立带前挡风玻璃的白车身有限元模型；选择四个测点，并测量初始状态四个测点连线形成的两条对角线的长度；施加约束和施加载荷；设置静力分析结果为白车身有限元模型所有节点的位移；对白车身有限元模型进行线性静力分析；测量变形后两条对角线的长度；计算两条对角线的相对变形量，并将两条对角线的相对变形量中的最大值作为前围上盖板前板的变形量；根据前围上盖板前板的变形量识别集雨罩与前挡风玻璃的摩擦异响风险。该评估方法能在项目的早期、中期较准确的评估集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险。

Description

基于CAE分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法
技术领域
本发明属于异响CAE分析领域，具体涉及一种基于CAE分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对汽车的性能要求已经不再局限于代步等功能性要求，对NVH等性能同样关注，异响是NVH性能中最容易引起人们抱怨的性能。搭接结构集雨罩位于前挡风玻璃下边沿，低温下集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响，驾驶舱成员易感知，客户抱怨风险大。在传统的管控方式中，集雨罩低温摩擦异响(即集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响)只能在整车装配完成后才能进行异响评估，该方式评估时间过晚，如果异响性能整改方案涉及车身结构变化，由于车身结构已经固化，会使得整改效果达不到预期目标。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于CAE分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法，以便在项目的早期、中期较准确的评估集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险。
集雨罩安装在前围上盖板前板上，车身扭转变形会带动集雨罩运动，从而引起集雨罩与前挡风玻璃的相对位移，进而发出摩擦异响；因此，通过分析扭转状态下前围上盖板前板的变形量可以评估集雨罩与前挡风玻璃的摩擦异响风险。
本发明所述的基于CAE分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法，包括：
第一步、建立带前挡风玻璃的白车身有限元模型，该模型已经完成建立几何模型、划分有限元网格(即将几何模型划分为多个单元，单元之间通过节点连接)、创建材料性能、单元特性定义。
第二步、在白车身有限元模型上，选择前围上盖板前板的靠近车身两侧的四个端点作为CAE分析的四个测点，并测量初始状态(即未施加约束且未施加载荷状态)下前围上盖板前板的四个测点连线形成的两条对角线的长度L1、L2。
第三步、在白车身有限元模型上，对左后减震器安装支座安装孔中心采用SPC约束，约束其X向、Y向、Z向平动自由度(即固定左后减震器安装支座安装孔)，对右后减震器安装支座安装孔中心采用SPC约束，约束其X向、Z向平动自由度，保留右后减震器安装支座安装孔中心的Y向平动自由度，对左前减震器安装孔中心的Z向和右前减震器安装孔中心的Z向施加MPC约束，使左前减震器安装孔中心的Z向位移与右前减震器安装孔中心的Z向位移之和为零。
第四步、在白车身有限元模型的左前减震器安装孔中心施加Z向作用力F(即施加载荷)。
第五步、设置静力分析结果为白车身有限元模型所有节点的位移。
第六步、对白车身有限元模型进行线性静力分析，前围上盖板前板发生扭转变形，并得到分析结果文件。
第七步、调用分析结果文件，测量变形后所述两条对角线(即前围上盖板前板的四个测点连线形成的两条对角线)的长度L′1、L′2。
第八步、利用公式
Figure BDA0001807052750000021
计算所述两条对角线的相对变形量x1、x2，并将所述两条对角线的相对变形量x1、x2中的最大值作为前围上盖板前板的变形量。
第九步、根据前围上盖板前板的变形量识别集雨罩与前挡风玻璃的摩擦异响风险。
进一步，所述第九步中识别集雨罩与前挡风玻璃的摩擦异响风险的方法为：判断前围上盖板前板的变形量与设定的目标变形量的大小关系，如果前围上盖板前板的变形量大于设定的目标变形量，则表示集雨罩与前挡风玻璃存在摩擦异响风险，如果前围上盖板前板的变形量小于或等于设定的目标变形量，则表示集雨罩与前挡风玻璃不存在摩擦异响风险。
进一步，上述评估方法还包括：在白车身有限元模型上，测量初始状态下左前减震器安装孔中心与右前减震器安装孔中心之间的距离L3，并利用公式
Figure BDA0001807052750000022
计算得到所述Z向作用力F；其中，M表示扭矩，M的取值优选为3000N·m。
本发明具有如下效果：
(1)借助于CAE分析，不需要等到整车出来再评估，较现有方式评估时间提前，可在项目的早期、中期较准确的评估集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险；如果存在摩擦异响风险，可在早期、中期车身结构设计时进行整改，避免了后期因车体冻结而摩擦异响问题无法彻底解决的问题出现，为提升集雨罩低温摩擦异响性能创造了有利条件。
(2)不需要制作样件，仅通过数模就可以评估，节约了成本。
附图说明
图1为本发明的评估方法流程图。
图2为本发明中的四个测点位置示意图。
图3为本发明中施加约束和施加载荷的位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图1所示的基于CAE分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法，包括：
第一步、利用Hypermesh软件建立带前挡风玻璃的白车身有限元模型，该模型已经完成建立几何模型、划分有限元网格(即将几何模型划分为多个单元，单元之间通过节点连接)、创建材料性能、单元特性定义。
第二步、在白车身有限元模型上，选择前围上盖板前板的靠近车身两侧的四个端点作为CAE分析的1、2、3、4四个测点(参见图2)，并测量初始状态(即未施加约束且未施加载荷状态)下前围上盖板前板的1、4测点连线和2、3测点连线形成的两条对角线的长度L1、L2和左前减震器安装孔中心5与右前减震器安装孔中心6之间的距离L3。
第三步、如图3所示，在白车身有限元模型上，对左后减震器安装支座安装孔中心7采用SPC约束，约束左后减震器安装支座安装孔中心7的X向、Y向、Z向平动自由度(即固定左后减震器安装支座安装孔)，对右后减震器安装支座安装孔中心8采用SPC约束，约束右后减震器安装支座安装孔中心8的X向、Z向平动自由度，保留右后减震器安装支座安装孔中心8的Y向平动自由度，对左前减震器安装孔中心5的Z向和右前减震器安装孔中心6的Z向施加MPC约束，使左前减震器安装孔中心5的Z向位移与右前减震器安装孔中心6的Z向位移之和为零。
第四步、在白车身有限元模型的左前减震器安装孔中心5施加Z向作用力
Figure BDA0001807052750000031
相当于在左前减震器安装孔中心5的作用力F对右前减震器安装孔中心6施加M＝3000N·m的扭矩。
第五步、设置静力分析结果为白车身有限元模型所有节点的位移。
第六步、采用Nastran软件调入白车身有限元模型，进行线性静力分析，前围上盖板前板发生扭转变形，并得到分析结果文件。
第七步、调用分析结果文件，测量变形后前围上盖板前板的1、4测点连线和2、3测点连线形成的两条对角线的长度L′1、L′2。
第八步、利用公式
Figure BDA0001807052750000032
计算两条对角线的相对变形量x1、x2，并将两条对角线的相对变形量x1、x2中的最大值作为前围上盖板前板的变形量。
第九步、判断前围上盖板前板的变形量与设定的目标变形量的大小关系，如果前围上盖板前板的变形量大于设定的目标变形量，则表示集雨罩与前挡风玻璃存在摩擦异响风险，如果前围上盖板前板的变形量小于或等于设定的目标变形量，则表示集雨罩与前挡风玻璃不存在摩擦异响风险。

Claims (3)

1.一种基于CAE分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法，其特征在于，包括：
第一步、建立带前挡风玻璃的白车身有限元模型；
第二步、在白车身有限元模型上，选择前围上盖板前板的靠近车身两侧的四个端点作为CAE分析的四个测点，并测量初始状态下四个测点连线形成的两条对角线的长度L1、L2；
第三步、在白车身有限元模型上，对左后减震器安装支座安装孔中心采用SPC约束，约束其X向、Y向、Z向平动自由度，对右后减震器安装支座安装孔中心采用SPC约束，约束其X向、Z向平动自由度，对左前减震器安装孔中心的Z向和右前减震器安装孔中心的Z向施加MPC约束；
第四步、在白车身有限元模型的左前减震器安装孔中心施加Z向作用力F；
第五步、设置静力分析结果为白车身有限元模型所有节点的位移；
第六步、对白车身有限元模型进行线性静力分析，得到分析结果文件；
第七步、调用分析结果文件，测量变形后所述两条对角线的长度L′1、L′2；
第八步、利用公式
Figure FDA0002357476190000011
计算所述两条对角线的相对变形量x1、x2，并将所述两条对角线的相对变形量x1、x2中的最大值作为前围上盖板前板的变形量；
第九步、判断前围上盖板前板的变形量与设定的目标变形量的大小关系，如果前围上盖板前板的变形量大于设定的目标变形量，则表示集雨罩与前挡风玻璃存在摩擦异响风险，如果前围上盖板前板的变形量小于或等于设定的目标变形量，则表示集雨罩与前挡风玻璃不存在摩擦异响风险。
2.根据权利要求1所述的基于CAE分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法，其特征在于，还包括：在白车身有限元模型上，测量初始状态下左前减震器安装孔中心与右前减震器安装孔中心之间的距离L3，并利用公式
Figure FDA0002357476190000012
计算得到所述Z向作用力F；其中，M表示扭矩。
3.根据权利要求2所述的基于CAE分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法，其特征在于：所述M的取值为3000N·m。
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