利用RADIOSS软件对某车型车顶强度分析

利用RADIOSS软件对某车型车顶强度分析本文以某车型的白车身为研究对象，根据GB18986-2003《轻型客车结构安全要求》中关于汽车上部结构强度的要求，利用HyperMesh软件进行前处理，建立了白车身的有限元模型，利用RADIOSS软件中的显式计算模块对某车型车身上部结构强度进行分析，为车身设计部门提供有力的技术支持，显著提高了设计水平，并为后续的实验验证打下了基础。1概述机动车辆类强制性认证实施规则第01-18条要求，M2类和M3类中的A级和B级单层客车（不含卧铺客车）的客车结构应符合GB18986-2003《轻型客车结构安全要求》的要求；其他乘员数大于22人（车长大于7米）的单层客车的客车结构应符合GB13094-2007《客车结构安全要求》的要求。通过试验检验车辆性能，不但需要支付试验费用，还要支付车辆本身的费用和试验后的维修费用。所以，为了节约开支，企业更青睐于采用计算机模拟的方法。为了解现有某车型的客车上部结构强度状况，以某车型进行客车上部结构强度的计算分析，以根据计算结果分析决定是否需要对实车进行认证实验。2有限元分析过程车身上部结构强度分析（与车顶压溃分析类似）中的材料必须考虑材料非线性，此材料参数需通过材料拉伸试验获得。需要根据国家标准《GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法》，车身本体的主要材料（如DC03,B170P1，HSA340等）进行了拉伸试验，从而获得车身材料的应力应变曲线。材料拉伸试验是得到材料的的名义应力-应变曲线数据，计算中需要的是材料真实应力-应变曲线数据，故还需要对数据进行处理。名义应力、应变与真实应力应变之间的关系式为：£=ln（1+£）a=a（1+」°"）mommom利用EXCEL计算得到能够直接用于计算模型的材料真实应力一应变曲线数据EXCEL文件《材料应力应变曲线计算》。数据内容情况如图1所示。点击图片查看大图工程瓯力工程曜工程瓯力工程曜莫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风229r8E.?55&6枷.或0EOuOK&dS0u05B31EJ>325dK6Z3Z6L22BB.BS7Eg.oiss0.0W13BD.1586334342S3.3103125269,894IM的(1,133M1Drll3C85148为AS?7^35276u3L0Z0u1W032O.KSTESrr®3LT.7655YL5290.KB113.01230.1^1230.IBEElfiST3».4439茧(i,2KH22IL诚也EL81柚L168剖2a2b-i?3SZduOLST0-2-1019T35Ofc3dTre33292.013d.2T.017E0.2TO1750.2SS15dffiB3E3.32637D329D.64DE.(L31X1105IX33纳911屈篁48留955?33.0170.3301T6575675图1材料应力、应变数据转换及材料真实应力-应变曲线数据示意图原白车身有限元NASTRAN格式模型，但此模型不能直接用于RADIOSS碰撞或压溃分析，需要按碰撞模型要求进行修改，主要的工作如下：修改网格尺寸，碰撞分析(显式计算)中对网格的最小尺寸有要求，必须将模型中尺寸检查小于4mm的单元全部修改；调整网格模型至所有零件无相交，无料厚方向的穿透(见图2)；点击图片查看大图图2无料厚穿透修改示意图将有限元模型中原格式为CWELD的焊接单元全部删除，根据connecter生成适用于RADIOSS显式计算要求的SPRING2N格式(图3，图4)。点击图片查看大图图3车身所有焊接位置connecter示意图

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图4SPRING2N焊接单元示意图（三层焊接）约束车身底部安装位置，车顶用一个刚性大平板，以该车型整车最大设计总质量大小的载荷，向下车身顶部施加载荷。点击图片查看大图图5车身约束与载荷3分析结果计算持续了0.15秒，通过结果动画可以很显然看出，计算至0.06s左右时白车身就已经完成了最大屈服变形，随后0.09秒的时间都是在平衡位置反复震荡。点击图片查看大图

Ptsu?i0Wfcl-CuiITifii^-019-ftHT图6车顶压溃后车身变形图车顶被刚性平板向下压缩了52mm。4分析结论运用Altair的HyperMesh和RA