Abaqus在汽车行业的解决方案

13DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_20123DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012Abaqus在汽车行业的解决方案DSSIMULIA北京工程师潘影影2014-1123DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012ABAQUS针对汽车行业提供的许多关键分析功能强大而灵活的接触分析功能(contactanalysis)强大的材料和几何非线性分析功能（弹塑、损伤、大变形等）线性和非线性NVH振动噪声分析刚柔结合的机构运动分析热固、流固耦合分析功能垫圈单元(Gasketelements)及螺栓预紧力(Boltloading)大规模模型的求解器以及ABAQUS其他广泛的功能ABAQUS软件的分析功能33DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012•ABAQUS在汽车行业的解决方案—对整车的解决方案—对车身产品的解决方案—对动力总成的解决方案—对底盘产品的解决方案……目录43DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012•有限元模型：三维beam、shell和solid单元模拟驾驶仓，底盘和门窗等结构。•利用Abaqus软件统一有限元功能完成多种分析工况：•重力荷载下悬挂臂的应力和变形•刹车工况分析—惯性释放•行驶在不平整路面—子结构•整车振动频率和模态分析•碰撞分析—Generalcontact雪佛来C1500皮卡整车分析--雪佛莱C1500皮卡分析实例53DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012重力荷载下悬挂臂的应力重力荷载下底盘的应力分布工况一：重力荷载下强度整车分析-雪佛莱C1500皮卡分析实例载荷：重力加速度9.8m/s^2得到一个正确的初始应力分布，作为后面刹车时应力分析的基础状态。63DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012Mises应力图说明最大应力发生在悬挂组件和底盘的结合部位上。等效塑性应变的图显示在刹车过程中材料都没有进入塑性阶段•重力载荷的结果作为初始状态，利用惯性平衡施加制动荷载。工况二：刹车制动荷载下强度整车分析-雪佛莱C1500皮卡分析实例73DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012•路况1结果•卡车以速度7m/sec(25.2km/h)跳过一个颠簸.车轮与路面有脱离接触的过程•路况2结果整车分析-雪佛莱C1500皮卡整车分析实例工况三：卡车在不平整的路面上行驶（两种路面情况）：83DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012计算结果使用Lanczos特征值提取器求前25阶振型和频率1～7阶：模态阶次特征值频率(rad/s)频率(Hz)广义质量169.7738.35301.32940.512090.00002496.0922.2733.54490.481120.00003806.1828.3934.51890.154590.000041518.538.9686.20190.424910.000052289.647.8507.61563.42666E-030.000062343.848.4137.70510.316580.000072417.149.1657.82485.13518E-030.0000……几个典型振动模态•工况四：整车振动频率和模态分析整车分析-雪佛莱C1500皮卡整车分析实例93DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012ABAQUS/Explicit中使用*GeneralContact方便的定义复杂接触问题•工况五：碰撞分析整车分析-雪佛莱C1500皮卡整车分析实例103DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012•整车碰撞•正撞整车分析-ABAQUS/Explicit在BMW碰撞分析•模型包括：白车身所有的组件、底盘、动力系统前保险杠BMWCrashworthiness(ABAQUS2003年会)113DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012CourtesyHyundaiMobis头部碰撞、振动、蠕变模拟以往需要多个软件、模型和分析过程才能完成现在所有的模拟可以在统一的有限元模型中完成感谢现代汽车汽车驾驶舱—Abaqus统一有限元123DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012头部碰撞的模型头部中心的加速度曲线汽车驾驶舱—Abaqus统一有限元133DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012真实的工业问题中包含严厉的非线性例子：防护罩(ABAQUS/Standard)模型问题不可压材料行为静摩擦vs.动摩擦任意的接触局部的不稳定性ABAQUS解决方案杂交单元*HYPERELASTIC*FRICTION允许这样做变形体与刚体间接触及自接触功能静态问题的STABILIZE选项车身－防护罩感谢:GKNTechnologyLtd.143DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012AbaqusCase14通过接触关系模拟人员对车门挤压，得到车门变形，判断车门局部刚度是否满足要求。车门抗凹性分析模型车门抗凹性分析变形云图车身－ABAQUS在车门分析中的应用•车门抗凹性能CUM2007北汽福田153DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012AbaqusCase15模拟车门打开后，人员在上下车过程中对车门施加载荷，车门保持原有状态的性能。车门下垂分析有限元模型车门下垂分析变形云图车身－ABAQUS在车门分析中的应用•车门下垂分析检验车门铰链结构以及铰链与车门和门框周围结构的合理性。CUM2007北汽福田163DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012AbaqusCase16保证车门在开度最大位置时，受到载荷后不发生永久变形，从而保证车门关闭状态下的密封性能。建模时考虑了限位机构周围各零件之间的接触关系以及材料的非线性性能。车门过开分析有限元模型车门过开分析变形云图车身－ABAQUS在车门分析中的应用•车门过开分析CUM2007北汽福田173DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012用于装配的连接平动连接转动连接BEAMWELDHINGEUJOINTCVJOINTTRANSLATORCYLINDRICALPLANARLINKJOINSLOTSLIDE-PLANECARTESIANRADIAL-THRUSTAXIALALIGNREVOLUTEUNIVERSALCARDAN(万向节)EULER速度约束ROTATIONFLEXION-TORSION内燃机--刚柔结合的机构运动分析183DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012内燃机--活塞连杆组机构分析感谢上海内燃机研究所考虑模型的真实情况：1、加入真实爆破力2、加入离心力3、加入旋转离心力4、加入往复惯性力5、考虑曲轴转两周，模拟旋转720度情况下六缸机的发火次序为1-5-3-6-2-4193DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012内燃机--活塞连杆组机构分析感谢上海内燃机研究所203DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012ABAQUS-FLUENTconjugateheattransferanalysis,followedbyanABAQUS-onlythermal-stressanalysisStructuralandCFDmodelswereprovidedcourtesyofDeutz,AGSimulationobjectives•Obtainsteady-statetemperaturedistributions•Obtainhigherfidelitythermal-stresssolutions内燃机热固/流固耦合分析—缸盖的热应力分析213DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012Clickgraphictoplay内燃机热固/流固耦合分析—缸盖的热应力分析223DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_20121，对卡车排气系统进行模态分析，可知系统各阶模态的振型和频率，从而避免系统在车的使用中发生共振而破坏。2，卡车排气系统对发动机传来的某些激励进行频响分析，可知道系统对这些激励是否安全。NVH振动分析--卡车排气系统计算分析2008一汽汽研233DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012空压机支架有限元模型包括：支架、空压机、动力转向泵，其中空压机和动力转向泵作为集中质量处理。感谢奇瑞汽车NVH振动噪声分析—空压机支架的模态分析243DS.COM©DassaultSystèmes|ConfidentialInformation|11/19/2014|ref.:3DS_Document_2012空压机第三阶模态振型图（频率为409Hz）感谢奇瑞汽车NVH振动噪声分析—空压机支架的模态分析发生裂纹处发生裂纹处空压机支架第三阶模态振动应力分布图（频率为409Hz）253DS.CO