白车身模态分析流程建模指导书及标准

1、白车身模态分析流程及建模标准白车身模态分析流程及建模标准概述概述1.1.几何模型修正几何模型修正2.2.几何模型读取几何模型读取3.3.单元尺寸的定义和模型划分单元尺寸的定义和模型划分 4.4.模型的合并模型的合并 5.5.施加载荷和边界条件施加载荷和边界条件 6.6.分析计算分析计算 7.7.结果的后处理结果的后处理 8.8.修改设计修改设计分析流程图分析流程图几何模型修正几何模型修正几何模型读取几何模型读取单元尺寸的定义和模型划分单元尺寸的定义和模型划分模型的合并模型的合并施加载荷和边界条件施加载荷和边界条件结果的后处理结果的后处理修改设计修改设计几何模型修正几何模型修正 在建立几何模型的

2、过程中在建立几何模型的过程中,有可能发生有可能发生几何特征缺失或者产生一些不必要的小几何特征缺失或者产生一些不必要的小碎面，这些几何错误都需要进行清理，碎面，这些几何错误都需要进行清理，否则会影响有限元模型的质量、计算的否则会影响有限元模型的质量、计算的精度和速度，具体的方法是进行缝合、精度和速度，具体的方法是进行缝合、修补或合并。可以将修补或合并。可以将n个面合并成一个个面合并成一个面（此种方法只限对模型质量要求不高面（此种方法只限对模型质量要求不高的情况），但关键的特征线应该保留，的情况），但关键的特征线应该保留，如拐角、和孔等。如拐角、和孔等。几何模型修正几何模型修正surface ed

3、itparametric cubic mathematical representationcomplex mathematical representation12314235611221can use simultaneously with all surfacessurfaces have continuous slopepatran相关的几何模型修正相关的几何模型修正point 35parametric surface 6trimmed surface with holetrimmed surface 8 with holeparametric surface without hole

4、trimmed surface 4remove vertexparametric surfacepoint 44parametric surface 2new vertextrimmed surface几何模型读取几何模型读取：一般公司的数学模型都按照层管理的：一般公司的数学模型都按照层管理的模式进行，通常不同的层存储不同的信模式进行，通常不同的层存储不同的信息，在模型读入后，可以将多余的层删息，在模型读入后，可以将多余的层删除，将有用的面移入当前层中，如条件除，将有用的面移入当前层中，如条件允许可以将当前层的名称改成零件名称。允许可以将当前层的名称改成零件名称。便于以后添加材料性质卡和辨别零

5、件。便于以后添加材料性质卡和辨别零件。patranpatran可以较为方便的将整车的各个不可以较为方便的将整车的各个不同的零件进行分组并进行管理同的零件进行分组并进行管理caecae模型的建立模型的建立根据计算机的能力和要求的精度确定合根据计算机的能力和要求的精度确定合适的网格大小，划分网格。如果机器的适的网格大小，划分网格。如果机器的能力和时间允许，可以将单元尺寸划分能力和时间允许，可以将单元尺寸划分的小一些（但不能太小），如可以按照的小一些（但不能太小），如可以按照碰撞的计算要求进行划分，这样同一个碰撞的计算要求进行划分，这样同一个模型既能够计算模态分析，有可以模拟模型既能够计算模态分析，

6、有可以模拟碰撞碰撞.网格划分网格划分advanced surface mesherbenefits drastically reduce analysis modeling time the same part can now be meshed in less than a minute originally, it would take at least 30 minutes reduce cost increase productivity build quality finite element models with minimal user interactiongapnon-co

7、ngruentsurface boundariesuser scenario 1verify : surface : boundarymany internal free edgesgapnon-congruentsurface boundariesuser scenario 1verify : surface : boundarymany internal free edgesoverlappedsurface boundariesgapuser scenario 1create initial tri-meshpseudo surfacesinitial meshuser scenario

8、 1create initial tri-meshpseudo surfacesuser scenario 1pseudo surface cleanupverify element free edgescleanupverify free edgesuser scenario 1pseudo surface cleanupcreate congruent meshes (based on user defined tolerance) select initial tri-mesh set tolerance to .1194 new elements created293 free edg

9、es have been stitchedverify free edges againall internal free edges and overlaps have been eliminated 2 gaps needs to be manually stitchedmake congruentuser scenario 1pseudo surface cleanupstitch free edges select free edge use “ free edge of 2d element“ selection iconuse polygon pick to select the

10、entire gaprepeat for all known gapsstitchingthis tool will close the gaps of areas defined by the selected edges. also, this tool will close the gaps without any checking of tolerance values.user scenario 1additional manual mesh simplificationmerge pseudo faces to eliminate skewed or sliver surfaces

11、create higher quality final mesh simplifymerge 16 pseudo faces into 1 facemerge facesuser scenario 1additional manual mesh simplification1 faceuser scenario 1create final meshselect all pseudo facesenter desired final element sizefinal meshcae模型网格质量控制模型网格质量控制如果要得到精度较高的计算结果如果要得到精度较高的计算结果,网格的质量是是至关重要的

12、网格的质量是是至关重要的.相相对于模态分析求解网格控制如下对于模态分析求解网格控制如下 单元翘曲角：不大于单元翘曲角：不大于20度度 单元长度单元长度 ：通常按照：通常按照10mm划分，但最小单元长度不要小于划分，但最小单元长度不要小于5mm。 单元长宽比：小于单元长宽比：小于1：5 雅各比雅各比 ：大于：大于0.5 最小四边形内角：大于最小四边形内角：大于40度度 最大四边形内角：小于最大四边形内角：小于135度度 最小三角形内角：大于最小三角形内角：大于15度度 最大三角形内角：小于最大三角形内角：小于140度度 三角形占全部单元比例：整个模型最好小于三角形占全部单元比例：整个模型最好小于

13、10%，最多不多于，最多不多于15%，对单个零件的要求可以放松，最多可到，对单个零件的要求可以放松，最多可到30%（小零件）。（小零件）。 irregularity checksngeneral mesh/element checksuboundary or “crack” detectionuelements duplicationunormalsunodal connectivityujacobiannelement specific distortion checksudeviation form basic shaped elements, i.e. taperncurvature a

14、nd singularity tests for quadratic elementsncolor-coding based on node or element id numbersverify element boundarynplots the boundary as free edges, or optionally free facesnfree edge/face of an element is the edge/face of the element not common (tied to) with othersncracks or free edges appear alo

15、ng geometric boundaries prior to equivalencingverify element boundary free edgeshex mesh example:hex meshfree edge display before equivalencingfree edge display* after equivalencingtet meshfree edge display before equivalencingfree edge display after equivalencingtet mesh example:dashed (blank) area

16、 indicates more than one tetsolid line indicates only one tetdistortion check of hex elementsnthe test option gives an overview for the current groupobject:typical verify formaspectwarpskewtaper模型的合并模型的合并一个白车身由若干个零件组成，模型的合并是一个一个白车身由若干个零件组成，模型的合并是一个复杂的事情。一般情况下有两种办法：一种是先进复杂的事情。一般情况下有两种办法：一种是先进行各大总成的合并

17、，如侧围、地板等，各个总成合行各大总成的合并，如侧围、地板等，各个总成合并完成后，再进行白车身的合并。此种办法比较简并完成后，再进行白车身的合并。此种办法比较简单，而且焊接顺序可以结合车间的焊接顺序进行，单，而且焊接顺序可以结合车间的焊接顺序进行，比较容易理解，建议初学者使用。另一种办法是将比较容易理解，建议初学者使用。另一种办法是将所有的模型全部读入，然后依次将各个零件进行焊所有的模型全部读入，然后依次将各个零件进行焊接。按照此种办法，需要对车身结构和焊接非常了接。按照此种办法，需要对车身结构和焊接非常了解，连接过程中经常会遗漏部分焊点，需要反复几解，连接过程中经常会遗漏部分焊点，需要反复几

18、次计算才能全部完成。但这种方法有助对白车身的次计算才能全部完成。但这种方法有助对白车身的透彻了解。建议熟练后采用。透彻了解。建议熟练后采用。焊点的连接方式焊点的连接方式 在给出的焊点坐标附近，用两个rbe2单元连接，或采用一个零件（厚度较大的零件）的节点做主点，相连零件的两个节点做从点的方法。三层板件焊接，中间点作为主点。一般不推荐一个焊点只采用一个rbe2单元（只有两个节点连接）的方式。施加载荷和边界条件施加载荷和边界条件 这是有限元模型的精华，所有令人丧气、这是有限元模型的精华，所有令人丧气、郁闷的过程都集中于此，但是当计算结郁闷的过程都集中于此，但是当计算结果比较成功的时候，带来的乐趣也是让果比较成功的时候，带来的乐趣也是让人兴奋的。这一步需要的是经验和根据人兴奋的。这一步需要的是经验和根据经验做出某种简化或者取舍的勇气，尤经验做出某种简化或者取舍的勇气，尤其是在静力和频率响应计算中。而模态其是在静力和频率响应计算中。而模态分析