Q/SZJ191001-2017背門Interface剛度分析規(guī)范SpecificationofLiftgateInterfaceStiffnessAnalysis20XX20XX-06-30實施20XX-05-29發(fā)布XXXX汽車工程技術(shù)有限公司發(fā)布Q/SZXX-X-2017背門Interface剛度分析規(guī)范范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了術(shù)語和定義、背門Interface剛度分析方法及結(jié)果處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于CAE部門背門Interface剛度分析規(guī)范。規(guī)范性引用文件無。術(shù)語和定義無。摘要Abstract本文描述背門車身側(cè)的緩沖器、電動氣撐桿、電動門模塊、密封條翻邊、鉸鏈和鎖扣的剛度分析過程。Thisdocumentationdescribesproceduresrequiredforthestaticstiffnesscalculationofliftgatebumperbodyside,powerbodysideballstud,powermodulebodyside,sealbodysideflange,hingebodysideandlatchseparately.流程圖ProcessFlowDiagram建模建模BuildFEmodel設(shè)置邊界條件Defineconstraints/boundaryconditions設(shè)置加載條件Defineloads計算SubmittoNastranorOptistruct處理輸出文件Dealwiththeoutputfiletogettheresults結(jié)果是否滿足要求Istheresultsok?白車身CAD模型BodyinWhiteCADmodel結(jié)束EndYES優(yōu)化OptimizationNO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,Optistruct后處理(Postprocessors):HyperView建模和分析過程Modeling/AnalysisProcedure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在白車身的后車門門框處進行橫向截取，取白車身的后半部分作為分析模型，如圖2。TaketherearpartofthebodyinwhitewhichiscutatthereardoorframealonglateraldirectionasFigure2.圖2分析模型Fig2TheSimulationModel坐標(biāo)系CoordinateSystems在計算背門車身側(cè)不同位置的剛度時，施加載荷的方向不同，需要用到不同的局部坐標(biāo)系。其他情況下默認(rèn)為全局坐標(biāo)系。Duetothedifferentloaddirectionsondifferentsubcases,localcoordinatesystemsareusedtoanalyzethestiffnessondifferentlocationsofliftgatebodyside.Onothercircumstances,usetheglobalcoordinatesystemasthedefaultone.建模技巧ModelingTechniques網(wǎng)格質(zhì)量要求，平均單元尺寸3-8mm，翹曲小于12°，雅克比大于0.6，三角形單元數(shù)量小于10%。局部應(yīng)力區(qū)域沒有三角形單元，關(guān)鍵安裝點周圍沒有三角形單元。增加一圈washer在螺栓孔上。螺栓用Rbe2+Cbar單元或Rbe2+Rbe2單元模擬。焊縫用Penta焊縫類型模擬。Meshqualityrequirements:Averageelementsizeis3to8mm,Warpage<12,Jacobin>0.6，Triangleselementproportion<10%.Notrianglesinlocalstressconcentratedarea.Notriangularelementsaroundkeyfixpoints.Addonewasherattheboltholes.UseRbe2+CbarelementsorRbe2+Rbe2elementstosimulatebolts.UsePenta-typedweldtosimulatewelds.假設(shè)和限制Assumptions/Limitations假設(shè)Assumptions與物理試驗相比較，對于焊點焊縫失效和材料局部撕裂的地方，分析模型假設(shè)沒有焊點焊縫失效和材料撕裂。對于螺紋連接處，假設(shè)分析模型沒有螺紋失效。Incomparisonwiththephysicaltest,wherespotweldsmailfailandmaterialmaylocallytear,theanalyticalmodelassumesnoweldsfailureandnomaterialtear.Astothescrewingconnection,theanalyticalmodelassumesnoscrewingfailure.限制LimitationsN/A載荷和邊界條件Loads/BoundaryConditions約束和邊界條件Constraints/BoundrayConditions約束車身截斷處123自由度。約束左、右后彈簧座123自由度，如圖3。Bodystructureatcross-carcutplane,SPC=123.Bodystructureatsuspensioninterface,SPC=123,asFigure3.SPC=123SPC=123SPC=123SPC=123圖3約束條件Fig3Constrains/BoundaryConditions載荷Loads背門緩沖器剛度剛度Liftgatebumperbodysidestiffness將緩沖器視為一個rigid，用RBE2表示。緩沖器的中心點作為RBE2的主動點，從動點分布在緩沖器的接觸面上。RBE2需設(shè)置局部坐標(biāo)系，其Z軸方向平行于緩沖器的接觸面法向。沿接觸方向作用單位力（1N）在RBE2的中心點上，如圖4。Modelbumperasarigid,withtheindependentnodeatthecenterofthebumperlocationandthedependentnodescoveringtheareaofcontactfromthebumper.AlocalcoordinatesystemispositionedattheRBE2withtheZaxiscolinearwiththecontactdirection.Applyaunitload(1N)inthecontactdirection,asFigure4.圖4背門緩沖器加載Fig4LiftgateBumperLoads電動氣撐桿剛度Powerballstudstiffness將氣撐桿視為一個剛體，與白車身支架相連的螺栓和墊圈也用剛體表示。背門開啟或關(guān)閉時，需在氣撐桿的一端設(shè)置局部坐標(biāo)系，使其X軸平行于氣撐桿受力方向，Y軸平行于車身橫向。背門開啟或關(guān)閉時，在氣撐桿一端作用單位力（1N），方向平行于的氣撐桿軸向，如圖5。Arigidisusedtomodeltheballstud.RigidsareusedasboltsandwashersattachingthebrackettotheBIW.Intheliftgateopenedorclosedposition,twolocalcoordinatesystemsarepositionedattheendoftheballstudwithXaxiscolineartothestrutforcevetorandtheYaxisinthecrosscardirection.Applyaunitload(1N)onthenodeattheendoftheballstudcolineartothestrutineachposition,asshowninFigure5.圖5氣撐桿加載Fig5BallStudLoads密封條翻邊剛度Sealflangestiffness在背門門框上、下和側(cè)邊密封條翻邊各取100mm，用RBE2連接中間點和翻邊邊緣點。在背門框上、下和側(cè)邊密封條翻邊中間點分別建立局部坐標(biāo)系。X軸垂直于翻邊表面，Z軸垂直于翻邊邊緣。在RBE2中間點沿各自的局部坐標(biāo)系的X,Z向分別加載單位力（1N），如圖6所示。Rigidsareusedtomodela100mmlengthofthedown,topandlateralsealflange,withtheindependentnodeatthecenterofthe100mmlengthandthedependentnodeslocatedatthe100mmlength.AlocalcoordinatesystemispositionedattheRBE2withXaxisperpendiculartotheflangeandtheZaxisparallelwiththeflange.ApplyaUnitload(1N)intheXandZtranslationdirectionsoftheLCS,asshowninFigure6.圖6密封條翻邊加載方式Fig6SealFlangeLoads鉸鏈剛度HingeStiffness將鉸鏈的螺栓和墊圈用剛體連接。鉸鏈整體用RBE2表示，其主動點為鉸鏈轉(zhuǎn)動中心點，從動點連接螺栓和墊圈。在鉸鏈轉(zhuǎn)動軸中心點沿全局坐標(biāo)X,Y,Z向分別加載單位力1N，如圖7。Rigidsareusedtomodeltheboltsandwashersforthehinge.Arigidisthenusedtomodelthehinge,withtheindependentnodeatthecenterofthehingepivotlocationanditsdependentnodesconnectingthehingeboltsandwashers.Applyaunitload(1N)ineachoftranslationaldirectionsglobalX,globalY,andGlobalZattherigid,asshowninFigure7.圖7鉸鏈加載方式Fig7HingeLoads鎖扣剛度Latch/Strikerstiffness用RBE2連接鎖扣模型。取鎖扣外側(cè)立柱的中點作為主動點。若立柱是實體單元，從動點則連接立柱的橫截面；若立柱是用RBE2表示，從動點則連接鎖扣底座。在鎖扣點建立局部坐標(biāo)系，X向為鎖與鎖扣接觸方向，Z向為鎖扣立柱方向。在鎖扣外側(cè)中點處分別沿局部坐標(biāo)系X,Y,Z向加載單位力（1N），如圖8所示。Arigidisusedtomodelthestriker,withtheindependentnodeatthecenterpointofthestrikerwireandthedependentnodesconnectingthewirecross-section(ifsolidelements)orthestrikerbaseifrigidrepresentsstrikerwire.AlocalcoordinatesystemispositionedattheREB2withtheXaxisinthecontactdirectionofthelatchandtheZaxiscolinearwiththeaxisofthewire.Applyaunitload(1N)ineachoftranslationaldirectionsonthelocalcoordinatesystem(X,Y,Z),asshowninFigure8.結(jié)果Results結(jié)果格式ResultsFormats輸出各工況加載點沿加載方向的位移，其靜剛度為位移的倒數(shù)。Outputthedisplacementsattheloadingpointsalongtheloadingdirections.Stiffnessisthereciprocalofdisplacementateachpointoncorrespondingsubcases.相關(guān)測試CorrelationTestsN/A性能要求PerformanceRequirements背門緩沖器剛度性能要求LiftgatebumperbodysidestiffnessperformanceRequirements背門緩沖器接觸方向的剛度性能與項目相關(guān)，應(yīng)參考該項目的《整車CAE性能目標(biāo)與方案》所設(shè)定的目標(biāo)。背門緩沖器接觸方向的剛度>=400N/mm。Thestiffnessofliftgatebumperalongcontactdirectionisprogramspecific,whichrefertoprogram《整車CAE性能目標(biāo)與方案》fortargets.Thestiffnessofliftgatebumperalongcontactdirection:>=400N/mm.電動氣撐桿剛度性能要求Powerballstudstiffnessperformancerequirements背門氣撐桿沿受力方向的剛度性能與項目相關(guān)，應(yīng)參考該項目的《整車CAE性能目標(biāo)與方案》所設(shè)定的目標(biāo)。背門開啟或關(guān)閉狀態(tài)下，氣撐桿沿受力方向的剛度>=1500N/mm。ThestiffnessofPowerballstudalongtheforcevectorisprogramspecific,whichrefertoprogram《整車CAE性能目標(biāo)與方案》fortargets.ThestiffnessofPowerballstudalongthestrutforcevectorinopenandclosedpositions:>=1500N/mm.密封條翻邊剛度性能要求Sealflangestiffnessperformancerequirements密封條翻邊沿受力方向的剛度性能與項目相關(guān)，應(yīng)參考該項目的《整車CAE性能目標(biāo)與方案》所設(shè)定的目標(biāo)。密封條翻邊沿受力方向的剛度>=100N/mm（100mm長的翻邊）.Thestiffnessofsealflangealongtheforcevectorisprogramspecific,whichrefertoprogram《整車CAE性能目標(biāo)與方案》fortargets.Thestiffnessofsealflangeineitherdirection:>=100N/mm(100mmlengthflange)鉸鏈剛度性能要求HingeStiffnessperformancerequirements鉸鏈的剛度性能與項目相關(guān)，具體數(shù)值參考項目《整車CAE性能目標(biāo)與方案》所設(shè)定的目標(biāo)值。鉸鏈轉(zhuǎn)動軸中心點沿全局坐標(biāo)系X向的剛度值>=1500N/mm.鉸鏈轉(zhuǎn)動軸中心點沿全局坐標(biāo)系另外兩個方向（Y&Z）的剛度值>=1000N/mm.Thestiffnessofhingeisprogramspecific,whichrefertoprogram《整車CAE性能目標(biāo)與方案》fortarg