Q/SZJ191001-2017NVH白車身建模規(guī)范SpecificationofN&VModelingForBIW20XX20XX-XX-XX實(shí)施20XX-XX-XX發(fā)布XXXX汽車工程技術(shù)有限公司發(fā)布Q/SZXX-X-2017NVH白車身建模規(guī)范范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了CAE白車身網(wǎng)格及連接建模要求。本規(guī)范的范圍適用于白車身的NVH建模。規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。有限元網(wǎng)格建模規(guī)范CAE整車模型命名規(guī)范NVH整車模型編號(hào)規(guī)范術(shù)語和定義本規(guī)范涉及到的術(shù)語及其定義如下：白車身（BIP）白車身是指焊接車身的本體部分（當(dāng)碰撞吸能機(jī)構(gòu)和前端模塊是通過螺栓連接在車身上時(shí)，碰撞吸能機(jī)構(gòu)和前端模塊計(jì)入白車身中），不包括通過螺栓裝配連接在車身本體上的部分（車門、發(fā)動(dòng)機(jī)罩板、行李箱蓋以及需要螺栓連接的翼子板、儀表板支撐橫梁等），英文為BodyinWhite，簡(jiǎn)稱BIW，見圖1。圖1白車身結(jié)構(gòu)模型示意圖基礎(chǔ)模型基礎(chǔ)模型是指一個(gè)滿足不同分析（NVH、耐久分析）模型共同的基本要求，通過一定的修改可以得到不同分析（NVH、耐久分析）模型的基礎(chǔ)有限元模型。使用軟件使用HyperMesh軟件。模型描述白車身結(jié)構(gòu)模型主要包括頂蓋、暖風(fēng)機(jī)艙、置物板、側(cè)圍、下車體等總成，見圖1。這些總成之間的連接形式，主要包括焊點(diǎn)、焊縫、粘膠、螺栓、包邊等。建?；疽髥挝恢瓢总嚿砟Ｐ蛦挝恢?，見表1。表1白車身模型單位制長(zhǎng)度質(zhì)量時(shí)間mmtons通用要求通用要求如下：車身中薄壁零件用2D單元模擬，排氣吊耳等用3D單元模擬，焊縫、螺栓等用1D單元模擬；用2D單元?jiǎng)澐直”诩r(shí)，使用四邊形單元（在特殊結(jié)構(gòu)特征位置，允許少量三角形過度，不允許三角形單元相臨或?qū)敚幻總€(gè)零件的單元應(yīng)連續(xù)，保證其自由邊只出現(xiàn)在零件的實(shí)際邊界上；同一零件的單元其法線方向必須一致；每個(gè)零件中不允許有重復(fù)的單元；每個(gè)薄壁零件的單元網(wǎng)格應(yīng)位于零件的中面；模型中不能出現(xiàn)單元“橫跨”車身對(duì)稱面；模型中不允許出現(xiàn)零件干涉、穿透，按照結(jié)構(gòu)件厚度（0.65*T）mm進(jìn)行檢查模型管理ID管理遵循整車模型編號(hào)規(guī)范執(zhí)行裝配管理遵循整車模型編號(hào)規(guī)范執(zhí)行質(zhì)量要求單元尺寸1D單元尺寸為5mm，2D單元尺寸為8mm，3D單元尺寸為3mm。單元質(zhì)量0D單元0D單元，包括MASS等。主要檢查以下項(xiàng)目：無自由點(diǎn)；無重復(fù)單元。1D單元1D單元，包括BAR、RIGID、RBE3等。主要檢查以下項(xiàng)目：無自由點(diǎn)；無重復(fù)單元；主從順序一致(適用于RIGID、RBE3)。2D單元2D單元，主要包括TRIA3、QUAD4單元。單元質(zhì)量要求如表2：表2對(duì)2D單元的基本要求warpageaspectskewlengthjacobian≤15≤5≤403≤L≤15≥0.6quadstrias(%oftrias<5)minangle≥45minangle≥30maxangle≤130maxangle≤1003D單元3D單元，主要包括TETRA4、PENTA6、HEX8單元。單元質(zhì)量要求如表3：表3對(duì)3D單元的基本要求warpageaspectskewlengthjacobian≤35≤5≤401≤L≤5≥0.6quadfacestriafacesminangle≥45minangle≥30maxangle≤130maxangle≤100模型建立部件結(jié)構(gòu)特征零部件結(jié)構(gòu)特征，主要包括孔、倒角/倒棱、加強(qiáng)筋、翻邊、臺(tái)階/壓肩、對(duì)稱部件、特殊指定部件特征?？卓祝饕譃槁菟缀头锹菟?。螺栓孔主要指螺栓連接安裝孔。非螺栓孔主要包括工藝定位孔，流水孔，塞焊孔等。螺栓孔，見圖2，主要建模要求如下：沿孔邊布置n個(gè)節(jié)點(diǎn)（n≥6,偶數(shù)。節(jié)點(diǎn)數(shù)布置要求，見表4）；沿孔邊布置1層（以上）WASHER（偏移值=0.6M，M是指孔的直徑；同心圓內(nèi)外節(jié)點(diǎn)數(shù)一致）；孔邊無三角形單元。WASHERWASHER圖2螺栓孔的建模示意圖非螺栓孔孔，見圖3，主要建模要求如下：直徑小于4mm，可忽略；沿孔邊布置n個(gè)節(jié)點(diǎn)（n≥4,偶數(shù)。節(jié)點(diǎn)數(shù)布置要求，見表4）且孔邊無三角形單元。圖3非螺栓孔的建模示意圖表4孔節(jié)點(diǎn)數(shù)布置要求孔直徑D（mm）孔節(jié)點(diǎn)數(shù)（個(gè)）4<D≤646<D≤868<D≤10810<D≤121012<D≤141214<D≤161416<D≤1816倒角/倒棱倒角/倒棱，見圖4，主要建模要求如下：當(dāng)?shù)菇前霃叫∮?mm，可忽略；當(dāng)?shù)菇前霃酱笥诨虻扔?mm，且弦長(zhǎng)小于3mm，可忽略；當(dāng)?shù)菇前霃酱笥诨虻扔?mm，且弦長(zhǎng)大于或等于3mm，以一排（以上）的單元表示。兩排單元表示兩排單元表示圖4倒角/倒棱特征的處理示意圖翻邊（Flange）翻邊主要分為焊接邊和加強(qiáng)邊。焊接邊，用于焊接，見圖5。主要建模要求如下：保持Flange面與相鄰面的角度一致；至少有三排單元。翻邊上網(wǎng)格與幾何角度不一致翻邊上網(wǎng)格與幾何角度一致翻邊最少劃3翻邊上網(wǎng)格與幾何角度不一致翻邊上網(wǎng)格與幾何角度一致翻邊最少劃3排單元圖5用于焊接的翻邊建模示意圖加強(qiáng)邊，用于加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，見圖6，主要建模要求如下：Flange的高度大于3mm，直接在Flange上建單元；Flange的高度小于3mm，簡(jiǎn)化處理。翻邊高度小于單元最小邊長(zhǎng)翻邊高度小于單元最小邊長(zhǎng)幾何結(jié)構(gòu)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)圖6用于加強(qiáng)的翻邊建模示意圖臺(tái)階/壓肩臺(tái)階/壓肩指零件上形成因讓位或搭接為形成的高低不一致的部位，見圖7，主要建模要求如下：對(duì)于臺(tái)階/壓肩高度小于3mm時(shí)，可忽略。臺(tái)階/壓肩高度臺(tái)階/壓肩高度幾何結(jié)構(gòu)有限元結(jié)構(gòu)圖7臺(tái)階/壓肩結(jié)構(gòu)的處理示意圖對(duì)稱部件對(duì)稱部件，見圖8，主要建模要求如下：通過鏡像關(guān)于車身左右側(cè)對(duì)稱，使兩個(gè)部件單元網(wǎng)格重合或基本重合。車身左右側(cè)對(duì)稱中心面左側(cè)對(duì)稱部件右側(cè)對(duì)稱部件車身左右側(cè)對(duì)稱中心面左側(cè)對(duì)稱部件右側(cè)對(duì)稱部件圖8對(duì)稱部件的處理示意圖部件連接包邊以外板輪廓邊緣切割內(nèi)外板得到包邊區(qū)域，在外板劃分包邊網(wǎng)格單元，見圖9，主要建模要求如下：以不同于內(nèi)外板厚度的單元組表示；采用1排單元模擬且無三角形單元；三層板共節(jié)點(diǎn)（內(nèi)板、外板和包邊沿切割線共節(jié)點(diǎn)）；屬性厚度為T=2×T1（外板厚度）+T2（內(nèi)板厚度）。三層板共節(jié)點(diǎn)三層板共節(jié)點(diǎn)邊緣切割線包邊區(qū)域包邊區(qū)域外板內(nèi)板邊緣切割線包邊區(qū)域包邊區(qū)域外板內(nèi)板單元厚度賦值T2單元厚度賦值T1單元厚度賦值2T1+T2幾何結(jié)構(gòu)有限元結(jié)構(gòu)圖9包邊建模示意圖焊點(diǎn)焊點(diǎn)，由CONNECTOR創(chuàng)建生成，根據(jù)不同分析需求，主要有2種建模方式:NVH建模方式，焊點(diǎn)類型選擇acm(equivalence-(T1+T2)/2)，主要建模要求如下：無重復(fù)CONNECTOR；無失敗CONNECTOR。耐久建模方式，焊點(diǎn)類型選擇rbe3-cbar-rbe3，主要建模要求如下：無重復(fù)CONNECTOR；無失敗CONNECTOR；CBAR直徑屬性根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)確定（通常為6mm）。焊縫焊縫主要包括保護(hù)焊、塞焊。主要有2種建模方式a)NVH建模方式，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)RBE2建模（適用于保護(hù)焊、塞焊，不考慮焊縫本身的對(duì)連接部件的影響），見圖10和圖11，主要建模要求如下：焊縫上下節(jié)點(diǎn)位置滿足一對(duì)一垂直對(duì)應(yīng)；焊縫左右節(jié)點(diǎn)間距滿足單元平均尺寸（塞焊滿足非螺栓孔建模尺寸）要求；焊趾無三角形單元。上層焊趾區(qū)域（一排單元）下層焊趾區(qū)域（兩排單元）焊縫單元上層焊趾區(qū)域（一排單元）下層焊趾區(qū)域（兩排單元）焊縫單元圖10焊縫（保護(hù)焊）建模采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)RBE2示意圖圖11焊縫（塞焊）建模采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)RBE2示意圖b)耐久建模方式，采用CQUAD4建模（適用于保護(hù)焊、塞焊，考慮本身的對(duì)連接部件的影響），見圖12和圖13，主要建模要求如下：焊縫上下節(jié)點(diǎn)位置滿足一對(duì)一垂直對(duì)應(yīng)；焊縫左右節(jié)點(diǎn)間距滿足2-5mm要求；焊趾寬度節(jié)點(diǎn)間距滿足2-3mm；焊縫、焊趾無三角形單元；焊縫材料、厚度屬性與連接兩部件較薄的一致T=min（T1，T2）。焊趾寬度焊縫左右節(jié)點(diǎn)間距焊趾寬度焊縫左右節(jié)點(diǎn)間距圖12焊縫（保護(hù)焊）建模采用CQUAD4示意圖圖13焊縫（保護(hù)焊）建模采用CQUAD4示意圖激光拼焊激光拼焊，采用共節(jié)點(diǎn)建模（適用于厚度不等的部件焊接），見圖14，主要建模要求如下：兩部件連接位置，無三角形單元；不能出現(xiàn)單元“橫跨”兩部件分割線。沿分割線節(jié)點(diǎn)沿分割線節(jié)點(diǎn)圖14激光拼焊示意圖粘膠粘膠連接主要用于車身結(jié)構(gòu)中，無法使用點(diǎn)焊、保護(hù)焊進(jìn)行連接的位置。采用CONNECTOR建模，粘膠類型選擇adhesives，見圖15，主要建模要求如下：無重復(fù)CONNECTOR；無失敗CONNECTOR。粘膠CONNECTOR粘膠CONNECTOR圖15粘膠建模采用CONNECTOR建模示意圖螺栓螺栓連接，主要有2種建模方式。a)NVH建模方式，采用一對(duì)多的RBE2單元將各層孔單元節(jié)點(diǎn)相連到孔中心（適用于只考慮連接被連接的零件或總成，不考慮螺栓本身的影響時(shí)），見圖16，主要的建模要求：中心點(diǎn)（一對(duì)多的RBE2主點(diǎn)）在螺栓軸中心線上。RBE2RBE2螺栓孔中心，被連接零件的中點(diǎn)圖16螺栓建模采用一對(duì)多的RBE2建模示意圖b)耐久建模方式，采用一對(duì)多的RBE2單元將每層孔單元節(jié)點(diǎn)相連到每層孔中心，用CBAR單元連接上下各層孔中心節(jié)點(diǎn)（適用于考慮螺栓本身的影響，此時(shí)螺栓用CBAR單元表示），見圖17，主要的建模要求如下：各層中心點(diǎn)（一對(duì)多的RBE2主點(diǎn)）均在螺栓軸中心線上；CBAR屬性直徑與螺栓直徑一致