基于HYPER WORKS的前艙蓋有限元分析

劉金寶 王艷華 李 昂 蔡智清 李旭亮

(中北大學 山西 太原 030051)

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基于HYPER WORKS的前艙蓋有限元分析

劉金寶 王艷華 李 昂 蔡智清 李旭亮

(中北大學 山西 太原 030051)

前艙蓋是轎車的是重要部件，其性能的好壞直接影響汽車的整體性能。本文通過Hypermesh和MSC.Nastran軟件平臺，對某款SUV前艙蓋進行有限元建模，分析計算自由模態和剛度，驗證是否滿足設計要求。

前艙蓋；有限元；模態；剛度

一、概述

前艙蓋是最醒目的車身構件之一，是車身重要的開啟件，因此，其結構性能的好壞，直接影響車身的總體性能和舒適性。本文主要對前艙蓋進行有限元分析，分析內容主要包括自由模態和靜剛度分析，并根據分析結果對前艙蓋結構進行評估。

本文采用有限元分析，通過對前艙蓋的幾何數模，利用Hypermesh建立有限元模型，給定一定的邊界約束條件和載荷條件，采用MSC Nastran求解器對分析模型進行求解。

二、有限元模型的建立

根據設計部門提供的前艙蓋數模建立有限元分析設計模型，對模型進行了有限元處理:前艙蓋采用殼體單元建模，整個模型共有26278個單元，26249個節點，其中三角形占4.7﹪。鈑金件之間采用焊點以及REB2模擬鏈接，內外板之間采用粘膠鏈接。模型中材料屬性如表2-1所示，有限元模型如圖2-1所示。

圖2-1 前艙蓋有限元模型

材料彈性模量E(Mpa)泊松比密度(t/mm2)鋼2．1×1050．37．9×10-9焊點2．1×1050．37．9×10-9粘膠10000．491．1×10-9

(一)前艙蓋模態分析及結果

前艙蓋模態分析邊界條件:自由，無任何約束。由于對前艙蓋的振動響應影響相對較大的激勵頻率多集中在低頻域，所以在此只需關注前6階典型振型，前艙蓋模態主要關注一階扭轉模態與一階彎曲模態，模態陣型圖如圖2-2,2-3所示。

圖2-2 前艙蓋一階扭轉云圖

圖2-3 前艙蓋一階彎曲云圖

一階扭轉模態與一階彎曲模態的頻率如表2-2所示。

表2-2 前艙蓋模態頻率

(二)前艙蓋剛度分析及結果

前艙蓋剛度分析主要有兩種工況，一是側向剛度，一是扭轉剛度。

側向剛度分析邊界條件：左右兩個鉸鏈安裝孔約束123456自由度，加載點約束3自由度，加載點加載Y向180N；扭轉剛度分析邊界條件：左右兩個安裝孔約束123456自由度，加載點約束3自由度，加載點Z向加載100N。前艙蓋側向剛度分析結果如圖2-4，表2-3所示，扭轉剛度分析結果如圖2-5，表2-4所示。

表2-3

圖2-4 前艙蓋側向剛度位移云圖

位移(mm)5．174扭轉剛度(Nm/deg)140．686目標值(Nm/deg)80判定合格

圖2-5 前艙蓋扭轉剛度位移云圖

三、結論

通過對某SUV前艙蓋的模態與剛度分析，結合以上的分析與研究可得出結論：該車型前艙蓋固有特性符合設計要求，為后續的車身結構設計提供重要的依據。

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