利用RADIOSS軟件對某車型車頂強度分析

利用RADIOSS軟件對某車型車頂強度分析本文以某車型的白車身為研究對象，根據(jù)GB18986-2003《輕型客車結(jié)構(gòu)安全要求》中關(guān)于汽車上部結(jié)構(gòu)強度的要求，利用HyperMesh軟件進行前處理，建立了白車身的有限元模型，利用RADIOSS軟件中的顯式計算模塊對某車型車身上部結(jié)構(gòu)強度進行分析，為車身設(shè)計部門提供有力的技術(shù)支持，顯著提高了設(shè)計水平，并為后續(xù)的實驗驗證打下了基礎(chǔ)。1概述機動車輛類強制性認證實施規(guī)則第01-18條要求，M2類和M3類中的A級和B級單層客車（不含臥鋪客車）的客車結(jié)構(gòu)應符合GB18986-2003《輕型客車結(jié)構(gòu)安全要求》的要求；其他乘員數(shù)大于22人（車長大于7米）的單層客車的客車結(jié)構(gòu)應符合GB13094-2007《客車結(jié)構(gòu)安全要求》的要求。通過試驗檢驗車輛性能，不但需要支付試驗費用，還要支付車輛本身的費用和試驗后的維修費用。所以，為了節(jié)約開支，企業(yè)更青睞于采用計算機模擬的方法。為了解現(xiàn)有某車型的客車上部結(jié)構(gòu)強度狀況，以某車型進行客車上部結(jié)構(gòu)強度的計算分析，以根據(jù)計算結(jié)果分析決定是否需要對實車進行認證實驗。2有限元分析過程車身上部結(jié)構(gòu)強度分析（與車頂壓潰分析類似）中的材料必須考慮材料非線性，此材料參數(shù)需通過材料拉伸試驗獲得。需要根據(jù)國家標準《GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法》，車身本體的主要材料（如DC03,B170P1，HSA340等）進行了拉伸試驗，從而獲得車身材料的應力應變曲線。材料拉伸試驗是得到材料的的名義應力-應變曲線數(shù)據(jù)，計算中需要的是材料真實應力-應變曲線數(shù)據(jù)，故還需要對數(shù)據(jù)進行處理。名義應力、應變與真實應力應變之間的關(guān)系式為：￡=ln（1+￡）a=a（1+」°"）mommom利用EXCEL計算得到能夠直接用于計算模型的材料真實應力一應變曲線數(shù)據(jù)EXCEL文件《材料應力應變曲線計算》。數(shù)據(jù)內(nèi)容情況如圖1所示。點擊圖片查看大圖工程甌力工程曜工程甌力工程曜莫19Q0Q00.0461i：L0M4nl37.3^04-4261G4.RWE.<i.1&370,(11)1647DjX)l&tE64515^1.85512?0-010093179.1SOKI25134-21242.014Ci.0201-10-01993=673193.123E377於1）「晚S3MU明SO3S046風229r8E.?55&6枷.或0EOuOK&dS0u05B31EJ>325dK6Z3Z6L22BB.BS7Eg.oiss0.0W13BD.1586334342S3.3103125269,894IM的(1,133M1Drll3C85148為AS?7^35276u3L0Z0u1W032O.KSTESrr?3LT.7655YL5290.KB113.01230.1^1230.IBEElfiST3?.4439繭(i,2KH22IL誠也EL81柚L168剖2a2b-i?3SZduOLST0-2-1019T35Ofc3dTre33292.013d.2T.017E0.2TO1750.2SS15dffiB3E3.32637D329D.64DE.(L31X1105IX33納911屈篁48留955?33.0170.3301T6575675圖1材料應力、應變數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及材料真實應力-應變曲線數(shù)據(jù)示意圖原白車身有限元NASTRAN格式模型，但此模型不能直接用于RADIOSS碰撞或壓潰分析，需要按碰撞模型要求進行修改，主要的工作如下：修改網(wǎng)格尺寸，碰撞分析(顯式計算)中對網(wǎng)格的最小尺寸有要求，必須將模型中尺寸檢查小于4mm的單元全部修改；調(diào)整網(wǎng)格模型至所有零件無相交，無料厚方向的穿透(見圖2)；點擊圖片查看大圖圖2無料厚穿透修改示意圖將有限元模型中原格式為CWELD的焊接單元全部刪除，根據(jù)connecter生成適用于RADIOSS顯式計算要求的SPRING2N格式(圖3，圖4)。點擊圖片查看大圖圖3車身所有焊接位置connecter示意圖

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圖4SPRING2N焊接單元示意圖（三層焊接）約束車身底部安裝位置，車頂用一個剛性大平板，以該車型整車最大設(shè)計總質(zhì)量大小的載荷，向下車身頂部施加載荷。點擊圖片查看大圖圖5車身約束與載荷3分析結(jié)果計算持續(xù)了0.15秒，通過結(jié)果動畫可以很顯然看出，計算至0.06s左右時白車身就已經(jīng)完成了最大屈服變形，隨后0.09秒的時間都是在平衡位置反復震蕩。點擊圖片查看大圖

Ptsu?i0Wfcl-CuiITifii^-019-ftHT圖6車頂壓潰后車身變形圖車頂被剛性平板向下壓縮了52mm。4分析結(jié)論運用Altair的HyperMesh和RA