基于ABAQUS的某SUV引擎蓋力學性能仿真與試驗研究

謝紹龍

摘 要：引擎蓋是SUV車型車身結構重要組成部件，對整車綜合結構性能有重要影響，文章針對某SUV引擎蓋系統部件進行了模態和剛度CAE分析和研究，然后進行了臺架強度工況測試，CAE分析和臺架試驗結果表明，此SUV引擎蓋的力學性能滿足目標要求。

關鍵詞：引擎蓋;強度;力學性能

中圖分類號：U467 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）19-179-03

Simulation and experimental study on mechanical performance of an

SUV hood based on ABAQUS

Xie Shaolong

（ Product Development & Technical Center， JiangLing Motors Co， Ltd， Jiangxi Nanchang 330001 ）

Abstract： The engine hood is an important part of the body structure of SUV， which has an important impact on the performance of the whole vehicle. In this paper， the mode and stiffness of the hood system of an SUV are analyzed and studied by CAE， and then the bench strength test is carried out. The results of CAE analysis and bench test show that the mechanical properties of the hood of SUV meet the target requirements.

Keywords： Hood; Strength; Mechanical performance

CLC NO.： U467 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）19-179-03

引言

隨著國家經濟高速發展，人民的生活水平日益提高，乘用車尤其SUV銷量也得到快速發展，與此同時，人們對于SUV的舒適性要求也越來越高。汽車引擎蓋作為車身結構的重要組成部分，其外部造型、內在零部件模態NVH性能和剛強度及匹配度等需滿足整車性能要求[1-3]，故研究引擎蓋力學性能具有重要的價值和意義。

本文研究源于某新平臺SUV需開新造型引擎蓋，需確保其結構剛強度力學性能滿足設計目標要求，通過有限元方法，基于Hyperworks及ABAQUS軟件，對某城市型SUV引擎蓋進行了模態和剛度CAE分析，同時結合臺架試驗，進行了引擎蓋臺架強度試驗，CAE分析結果和臺架測試結果表明此車型引擎蓋力學性能滿足設計目標。

1 引擎蓋CAE模態分析

1.1 引擎蓋FEA模型

本文采用有限元軟件Hyperworks對某乘用車SUV引擎蓋系統進行了建模，網格大小為5mm，材料為DC系列鋼材，模型質量為20kg，有限元模型如圖1。

1.2 引擎蓋CAE約束模態分析

本文分析了引擎蓋約束模態性能，邊界條件如圖2，約束鉸鏈點和鎖扣位置及左右橡膠墊自由度，提取前4階模態。

本文按照上述工況條件，得到如圖3所示的引擎蓋約束模態分析結果，其中1階模態為29.9Hz，第2階模態頻率為37.4Hz，第3階模態頻率為40.6Hz，第4階模態頻率為57.7Hz，避開了發動機怠速頻率26.7Hz，滿足設計目標。

2 引擎蓋CAE剛度分析

本文對引擎蓋進行了CAE扭轉剛度分析，約束鉸鏈全部自由度及左側點Z向自由度，分別在左右側在引擎蓋角點往里面偏1英寸的地方施加-Z向180N的力，邊界條件如圖4。

本文按照上述加載條件，得到引擎蓋自重狀態下位移結果如圖5所示，左側位移為4.25mm，右側位移為4.23mm，二者接近，自重狀態下，引擎蓋受力均勻。

本文按照上述加載工況，得到圖6剛度分析結果，Z向180N下，左側位移為20.77mm，右側為20.71mm。表1顯示引擎蓋加權位移都小于目標值80mm，剛度都滿足設計目標要求。

3 引擎蓋臺架強度耐久試驗分析

本文對某SUV引擎蓋進行了強度試驗，引擎蓋從完全鎖上位置打開到最大位置，再以34J的能量關閉至鎖止狀態，進行2600次循環，試驗裝置如圖7所示。

本文按照上述試驗條件，得到圖8所示的試驗結果，顯示引擎蓋連接耐久強度滿足設計要求，與CAE分析結果呈現一致對標通過。

4 結論

本文基于ABAQUS有限元仿真分析軟件，對某乘用車SUV引擎蓋進行了CAE約束模態、和扭轉剛度分析，同時

結合臺架試驗，進行了引擎蓋臺架強度試驗，CAE分析和臺架試驗結果表明，此車型引擎蓋力學性能滿足設計目標。

參考文獻

[1] 周星棟.基于仿真的汽車引擎蓋強度耐久系統分析[J].現代計算機2019（7）：21-24.

[2] 王剛.汽車引擎蓋的有限元分析[J].甘肅科技2012（11）：18-21.

[3] 黃民中.汽車覆蓋件沖壓成形非線性有限元仿真分析[D].湖南：湖南大學，2010.