CN110968965B - 发动机盖动态疲劳分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机盖动态疲劳分析方法，包括以下步骤：A、根据可靠性道路试验工况，进行虚拟试验场仿真分析，得到车身与底盘接附点的载荷；B、根据步骤A得到的载荷，基于CAE方法开展瞬态频率响应分析，提取发动机盖与车身连接点的力和力矩；C、根据步骤B得到的发动机盖与车身连接点的力和力矩，基于CAE方法开展发动机盖子系统动态疲劳分析，得到其疲劳性能；D、以设计要求为标准，判断发动机盖疲劳性能是否合格；如合格，则进入步骤F；否则进入步骤E；E、优化发动机盖结构设计及缓冲块布置方式，并进入步骤C；F、采用该发动机盖结构。本发明提供了一种高效的发动机盖动态疲劳分析方法。

Description

发动机盖动态疲劳分析方法

技术领域

本发明属于汽车计算机辅助设计技术领域，具体涉及一种发动机盖动态疲劳分析方法。

背景技术

汽车在行驶过程中，在发动机和路面的双重激励下，发动机盖始终处于一个相对复杂的振动环境中。发动机盖的设计若不能满足动态疲劳性能要求，将对汽车的安全性和声振粗糙度(即NVH性能)产生较大的影响，所以有必要在发动机盖的设计阶段采用CAE的方法对其进行疲劳耐久分析。

在对发动机盖进行动态疲劳分析时，首先需要将其放在内饰车身中进行，得到道路试验中车身与底盘各接附位置的加速度历程，其次采用载荷循坏迭代的方式计算整车疲劳损伤，最后导出发动机盖的疲劳损伤。然而该方法至少存在如下缺陷：相对于发动机盖子系统，整车模型计算量大，耗费时间长，与发动机盖计算无关的工作量大，延长了发动机盖的优化设计周期。

因此，有必要开发一种新的发动机盖动态疲劳分析方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效的发动机盖动态疲劳分析方法。

本发明所述的一种发动机盖动态疲劳分析方法，包括以下步骤：

A、载荷分解：

根据可靠性道路试验工况，进行虚拟试验场仿真分析，得到车身与底盘接附点的载荷；

B、内饰车身模型有限元瞬态频率响应分析：

根据步骤A得到的载荷，基于CAE方法开展瞬态频率响应分析，提取发动机盖与车身连接点的力和力矩；

C、发动机盖子系统动态疲劳分析：

根据步骤B得到的发动机盖与车身连接点的力和力矩，基于CAE方法开展发动机盖子系统动态疲劳分析，得到其疲劳性能；

D、判断是否满足要求：

以设计要求为标准，判断发动机盖疲劳性能是否合格；如合格，则进入步骤F；否则进入步骤E；

E、改进设计：

优化发动机盖结构设计及缓冲块布置方式，并进入步骤C；

F、确定设计方案：

采用该发动机盖结构。

本发明具有以下优点：在内饰车身有限元瞬态频率响应分析中，将发动机盖与车身连接点处的载荷提取出来，施加到发动机盖子系统有限元模型上，进行动态疲劳分析及结构优化，准确且快速确保发动机盖疲劳性能满足可靠性路试要求，能够大大缩短发动机盖的开发设计时间。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为内饰车身模型和接附点位置；

图3为发动机盖子系统模型。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种发动机盖动态疲劳分析方法，包括以下步骤：

步骤A、载荷分解：

为验证整车耐久可靠性，需要依照车型不同，进行不同的道路试验，即将整车在一些路面上，如卵石路，比利时路等，按照一定速度和配重跑一定时间。为加快载荷提取速度，可对这些工况进行虚拟试验场仿真分析，分别得到相应路面车身与底盘接附点的载荷。

步骤B、内饰车身模型有限元瞬态频率响应分析：

准备好内饰车身有限元网格模型，如图2所示，根据步骤A得到的车身与底盘接附点的载荷，采用CAE方法对内饰车身进行瞬态频率响应分析，并提取发动机盖与车身连接部位(包括铰链、锁扣、缓冲块以及密封条等连接处)的力和力矩，如图3所示。

步骤C、发动机盖子系统动态疲劳分析：

基于步骤B得到的发动机盖与车身连接点的力和力矩，对发动机盖子系统进行瞬态频率响应分析，得到计算结果文件，然后基于疲劳计算软件进行发动机盖子系统动态疲劳分析，得到其疲劳性能；

D、判断是否满足要求：

以设计要求为标准，判断发动机盖疲劳性能是否合格；

发动机盖的疲劳性能指标为：钣金的疲劳损伤值不应超过0.2，焊点的疲劳损伤值不应超过0.5，当上述分析的发动机盖疲劳性能满足此标准时，则进入步骤F；否则进入步骤E。

E、改进设计：

当不满足疲劳性能指标时，需要对发动机盖进行结构优化，将改动的发动机盖模型基于车身与发动机盖连接点载荷再次进行瞬态频率响应分析，并基于疲劳计算软件进行发动机盖子系统动态疲劳分析，得到其疲劳性能，继续与评判标准进行对比，如果满足要求，则进入步骤F；如果不满足要求，再次进行循环优化设计，直到满足要求。

F、确定设计方案：

采用该发动机盖结构，结束该设计过程。

如图3所示，为发动机盖子系统模型，其中，标号1至标号6为发罩支点，标号7为锁扣，标号8为密封条，标号9为铰链。

基于内饰车身发动机盖疲劳分析和发动机盖子系统疲劳分析的对比情况如表1所示。

表1：

从表1可以看出，基于内饰车身进行发动机疲劳分析计算一次需要的时间为83.2h，进行一次优化设计的时间也是83.2h；而基于发动机盖子系统疲劳分析计算一次需要的时间为95.74h，进行一次优化设计的时间为19.74h；虽然利用子系统分析计算要比基于内饰车身分析计算花费的时间多，但利用发动机盖子系统进行动态疲劳分析优化设计能节约大量的时间，尤其是发动机盖模型需要进行多次疲劳优化计算时，能够充分体现出本方法的优点。

Claims (1)

1.一种发动机盖动态疲劳分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、载荷分解：

根据可靠性道路试验工况，进行虚拟试验场仿真分析，得到车身与底盘接附点的载荷；

B、内饰车身模型有限元瞬态频率响应分析：

根据步骤A得到的载荷，基于CAE方法开展瞬态频率响应分析，提取发动机盖与车身连接点的力和力矩；

C、发动机盖子系统动态疲劳分析：

根据步骤B得到的发动机盖与车身连接点的力和力矩，基于CAE方法开展发动机盖子系统动态疲劳分析，得到其疲劳性能；

D、判断是否满足要求：

以设计要求为标准，判断发动机盖疲劳性能是否合格；如合格，则进入步骤F；否则进入步骤E；

E、改进设计：

优化发动机盖结构设计及缓冲块布置方式，并进入步骤C；

F、确定设计方案：

采用该发动机盖结构。

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