Q/SZJ191001-2017白車身試驗場載荷疲勞分析規(guī)范Specificationofanalysisforbody-in-whiteprovinggroundfatigue20XX20XX-XX-XX實施20XX-XX-XX發(fā)布XXXX汽車工程技術(shù)有限公司發(fā)布Q/SZXX-X-2017白車身試驗場載荷疲勞分析規(guī)范范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了術(shù)語和定義、白車身試驗場載荷疲勞分析方法及結(jié)果處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于CAE部門白車身試驗場載荷疲勞分析。規(guī)范性引用文件無。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）帶玻璃的白車身，在本規(guī)范中，部分還包括副車架，CCB等對車身起一定加強作用的零件或總成。摘要Abstract本流程根據(jù)應(yīng)變-壽命理論描述了白車身鈑金和焊點疲勞分析的裂紋萌生疲勞分析方法。Thisproceduredescribescrackinitiationfatigueanalysisaccordingtothestrain-lifeconceptforBIWpanelsandspotweldfatigueanalysis.以下給出了流程圖并闡述部件疲勞分析的典型方法。Theprocessflowdiagramisgivenbelowandrepresentsatypicalwaytoanalyseacomponentconcerningtofatiguelife.流程圖ProcessFlowDiagram準(zhǔn)備準(zhǔn)備強度分析輸入Gatherinputforstrengthanalysis目標(biāo)達成？TargetReached?準(zhǔn)備模型Preparatoryworkonmodel準(zhǔn)備材料Preparatoryworkonmaterial準(zhǔn)備載荷PreparatoryworkonloadingDocumentandreport運行疲勞分析RunfatigueanalysisObtainfiniteelementinputfile.Inquireaboutmaterialandloadinghistories.獲取有限元輸入文件，查詢材料和載荷歷程曲線。

Editinputfileforfatigueanalysis.Ifnecessary,refinemesh.Carryoutalinearelasticstressfiniteelementanalysis.編輯疲勞分析輸入文件，如有必要優(yōu)化網(wǎng)格。開展線彈性有限元靜力學(xué)分析。Lookforappropriatecyclicmaterialinformationandentermaterialpropertiesintomaterialdatabase.查找恰當(dāng)?shù)难h(huán)材料信息并將材料屬性輸入到材料數(shù)據(jù)庫中。

Checktheloadinghistoriesintermsofsamplingrate,noise,spikesetc.Importhistoriesintoloadingdatabase.檢查載荷歷程的采樣頻率，噪聲，尖峰值。將載荷歷程導(dǎo)入到載荷數(shù)據(jù)庫中。Importmodelwithfiniteelementresultsofunitloadcasescalculation.Associatethefiniteelementloadswiththeirtimevariations.導(dǎo)入單位載荷有限元結(jié)果模型。將載荷歷程與有限元計算結(jié)果相關(guān)聯(lián)。Selectstrain-lifefatigueanalysis.UseMorrowmeanstresscorrection.SelectNeuberplasticitycorrection.Activateabiaxialitycheck.Performfatigueanalysisonelementsusingaveragingformaximumabsoluteprincipals。選擇應(yīng)變-壽命疲勞分析，使用Morrow平均應(yīng)力修正。選擇Neuber塑性修正，激活二軸率檢查。使用單元平均絕對值最大主應(yīng)力開展疲勞分析。

Checkdamagemodelatthecriticalareas.Modifymodel,ifnecessary.檢查模型危險區(qū)域的損傷值。如有必要，修改模型。

Reportonanalysis.Documentwithdamagecontourplot.編寫報告，記錄損傷云圖。

NOYES圖1流程圖Fig1ProcessFlowDiagram工具描述ToolDescription仿真分析過程中需要用到的如下軟件:Thefollowingsoftwarefacilitatestheanalyticalsimulationprocess:前處理(Preprocessors):Hypermesh求解器(AnalysisCode):Nastran,nCode后處理(Postprocessors):Hyperview建模和分析過程Modeling/AnalysisProcedure建立有限元模型，在前懸減振器塔和后懸彈簧座處施加單位載荷，進行線彈性靜力學(xué)分析，得到單位載荷下部件的應(yīng)力分布結(jié)果。將有限元分析結(jié)果導(dǎo)入疲勞軟件，將其與載荷歷程曲線相關(guān)聯(lián)，基于線性疊加理論，開展疲勞分析。Preparefiniteelementmodel,applyunitloadatfrontsuspensionstruttowersandrearsuspensionspringseats.Thenperformstaticlinearelasticfiniteelementsimulationandgetcomponentstressdistribution.Importfiniteelementsimulationresultintofatiguesoftware,associateunitloadresultwithloadshistory.Basingonlinearsuperpositiontheory,thefatiguesimulationiscarriedout.檢查模型質(zhì)量，應(yīng)該和整車簧上質(zhì)量盡可能保持一致。（不包含動力總成的質(zhì)量）Checkthemodelmassandmakeitequalstothevehiclesprungmassaspossible.(PTmassisnotcontained)單位Units分析中所用單位制如下所示:Theunitsusedintheanalysisareasfollows:力(Force) 牛頓(N)質(zhì)量(Mass) 噸(Ton)長度(Length) 毫米(mm)時間(Time) 秒(Second)內(nèi)容Contents分析模型應(yīng)包含以下部件：白車身，CCB，保險杠，副車架。Themodelshouldcontaincomponentsasbelow:Body-in-white,CCB,subframes.坐標(biāo)系CoordinateSystems除特殊說明，本規(guī)范一般使用整車坐標(biāo)系。（X軸向后，Y軸向右，Z軸向上）Generally,theglobalvehiclesystemisused.Mathdataforthebody-in-whiteisdesignedinthevehiclecoordinatesystem(ie.X-axisrearward,Y-axisrightandZ-axisupward)建模技巧ModelingTechniques白車身的CAD信息應(yīng)包含以下內(nèi)容：各部件的鈑金件及焊點；各部件的鈑金材料屬性，粘膠和玻璃的材料屬性；各部件的質(zhì)量及質(zhì)心位置。CADinformationofthebody-in-whitestructure:Sheetmetalpartsandtheirweldingpoints;Materialpropertiesofsheetmetalcomponents,glueandglass;Massesandtheircenterofgravitypositions;根據(jù)車身和其他部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)用不同的單元類型建立有限元模型。如部件是鈑金件，用殼單元模擬；如是鑄造，則使用實體單元。Thetypeofelementusedtomodelthebody-in-whiteoranyotherstructuredependsonitsdesign.Ifthecomponentisstampedfromsheetmetal,itshouldbemodeledusingshellelements.Ifitisforgedorcast,thensolidelementsshouldbeused.部件的質(zhì)量，在其質(zhì)心位置通過RBE2單元連接到白車身。Massesareconnectedtothebody-in-white(oranystructure)throughRBE2elementsattheircenterofgravitypositions,astested.假設(shè)和限制Assumptions/Limitations假設(shè)Assumptions就應(yīng)力計算而言：Asfarasstresscalculationsareconcerned:習(xí)慣性使用線彈性理論（NASTRANSOL101求解器）；Customaryassumptionsofthelineartheoryofelasticityareused(NASTRANSol101);材料的性能是在室溫下測定的。Materialperformanceistestedatroomtemperature限制Limitations由于考察整個車身（非對稱結(jié)構(gòu)）的應(yīng)力，需要建立整車模型。Asasymmetricstructuresareconsidered,awholemodelisnecessaryinordertoassessstressesthroughoutthestructure.可用于所有的乘用車。只對鈑金件進行疲勞分析，不考慮彈性體和熱疲勞。Forallpassengercars.Fatigueanalysisofmetalpartsonly–noelastomers,nothermalfatigue.載荷和邊界條件Loads/BoundaryConditions邊界條件BoundaryConditions邊界條件與整車試驗場測試相同。有限元模型包含除動力總成外所有的部件質(zhì)量，以及正確的前后軸載荷。使用Nastran慣性釋放法開展單位載荷工況計算。在減振器塔，前后控制臂連接點，后減振器連接點，彈簧座，后軸連接點以及動力總車懸置安裝點處施加載荷。Theboundaryconditionsareusedequivalenttotheprovinggroundtest.TheFE-Modellincludesallmassesexceptpowertrainandthecorrectfrontandrearaxleload.TocalculatetheFEunitloadcasestheNastranInertiaReliefmethodisused.Theforcesareappliedonthestruttower,thefrontandrearcontrolarmattachment,thereardamperattachment,thespringseat,therearaxleattachmentandtheenginemounts.圖2白車身加載示意圖Figure2LoadsonBIW載荷LoadsFst：減振器塔作用力，前懸架支柱方向一維作用力。Fst:Forceonstruttower,1-diminsusp.strutdirectionFfbj和Frbj：前后懸架控制臂安裝點作用力，全局坐標(biāo)系3維作用力。FfbjandFrbj:Forceonfrontandrearcontrolarmattachment3-diminglobalcoordinates.Frd：后減振器作用力，后減振器方向一維作用力。Frd:Forceonreardamper1-diminreardumperdirection.Frs：后彈簧和緩沖塊作用力，彈簧方向一維作用力。Frs:Forceonrearspringandbumper1-diminspringdirection.Fabr：后穩(wěn)定桿襯套作用力，全局坐標(biāo)系三維作用力。Fabr:ForcesonrearA-bushing3-diminglobalcoordinates.Feml、Femr、Ftmf、以及Ftmr