HyperWorks 在车身断面性能仿真分析中的应用

 1背景

 本文以某款商用车为研究对象，通过应用HyperWorks强大的前处理器，对该商用车进行了车身断面性能分析，对比用料厚线围成的断面与用单元围成的断面的优缺点。分析结果表明，两者结果基本接近，料厚线围成的断面操作更快捷、有效，适合前期项目开发；单元围成的断面更适合项目后期准确的数据分析，视觉效果更好、便于观察。

 断面是汽车车身基本结构，它的性能直接影响白车身性能，断面分析是汽车产品开发的重要分析之一，断面分析可以量化断面设计，使断面设计不再停留在对比设计阶段。通过断面主要参数计算，更加清楚地了解断面性能，从而更好地进行断面设计。

 断面分析从产品设计初期就开始，贯穿整个设计阶段。

 根据项目设定目标，例如白车身扭转刚度，CAE部门进行初步断面分析，在简单的模型中输入断面参数，使白车身性能达到目标值；

 CAE部门将断面参数交CAD部门，设计人员根据造型、工艺等要求进行计划图设计，确定主要断面形状；

 CAE部门进行主要断面分析；

 随着结构设计的完成，CAE部门建立完整、正确的有限元模型进行分析，进行准确断面分析，最终确定断面形状。

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 2车身断面有限元模型的建立

 确定典型断面位置，本文以B柱上截面为例，在同一断面分别建立用料厚线围成的断面和用单元围成的断面，有限元模型如下图所示。

图一 典型断面位置B柱

图二 料厚面围成的断面              图三 单元围成的断面

 3、边界条件

 料厚线围成的断面需要在HyperBeamwww.featech.com.cn中给每段连续线段附加板件的厚度，焊接边界需要附加不同板壳件的厚度总和，单位均为mm。单元围成的断面厚度通过垂直直线的网格来确定，需要在HyperMesh中完成。

 4、断面性能分析结果

 在HyperBeam中查看断面性能分析结果，断面需要具备的基本特性是整个截面必须是封闭的。

 （1）料厚线围成的断面

 （2）单元围成的断面

 5、车身断面类型对比

 6、结论

 通过车身断面类型的对比结果数据可以看出，两种类型的结果数据基本接近，最大误差在5%左右。从操作性及界面可调性来说，料厚线围成的断面操作简捷、方便，可以对截面的厚度及形状做任意更改，从而得到更好的结果数据，更适合项目开发的前期分析工作，而单元围成的断面更适合项目开发后期的准确分析工作，视觉效果较好。

在整个模拟仿真过程中，HyperBeam快速计算不规则封闭截面的结果数据，充分体现了

HyperWorks软件在汽车车身断面性能仿真分析中的方便、快捷和高效。