基于Nastran的某商用車內飾儀表板性能研究

鐘志強

摘 要：文章基于Nastran軟件對某商用車駕駛室內飾儀表板進行了模態、強度和搭接點異響靈敏度分析，CAE分析結果表明，儀表板強度性能滿足目標要求，同時采集了試驗場實車儀表板應力應變。試驗結果顯示，儀表板路試工況應力較小，路試考核通過。

關鍵詞：商用車;儀表板;性能研究

中圖分類號：U463 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）20-64-03

Abstract： In this paper， the modal， strength and the sensitivity analysis of the abnormal noise of a commercial vehicle cab interior trim panel are carried out with Nastran， and CAE analysis results show that the strength performance of the instrument panel meets the target requirements， and the stress and strain of the instrument panel of the real vehicle in the test field are collected. The test results show that the stress of the instrument panel in the road test condition is small， and the road test is passed.

Keywords： Commercial vehicle; Interior dashboard; Performance study

CLC NO.： U463 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）20-64-03

1 引言

隨著國家城市物流業快速發展，商用車銷量得到迅猛增長，美觀實用的汽車內飾儀表板系統已越來越作為新型商用車重要提升亮點。商用車儀表板多為硬質儀表板，儀表板安裝在駕駛室的前方位置，需要結構設計穩定，具備足夠的剛強度而不至于因整車行駛過程中的沖擊力出現擺動，同時對儀表板所安裝的各種設備負載具有足夠的支撐力[1-2]。

本文采用Nastran和HyperMesh軟件，對某商用車駕駛室內飾儀表板進行了CAE模態、強度、搭接點異響敏感度CAE分析，CAE分析結果表明，儀表板強度性能滿足設計要求，同時在海南試驗場進行了儀表板應力應變采集，反饋出儀表板路試工況下應力較小，與CAE分析結果一致，并且儀表板系統通過了路試考核。

2 儀表板系統CAE分析

2.1 儀表板系統有限元模型

本文采用Hyperworks和Nastran求解軟件，對某商用車駕駛室內飾儀表系統進行建模，網格尺寸大小4mm，儀表系統含固定附件轉向系統，儀表板主體材料為PP+EPDM-T20，儀表板系統重量為40kg，FEA模型如圖1所示。

2.2 儀表板CAE模態分析

本文對某商用車儀表板進行了CAE模態分析，約束儀表板連接固定位置，模態提取頻率區間為0-50Hz，分析結果如圖2，儀表板一階彎曲模態為39.9Hz，滿足大于35Hz目標要求。

2.3 儀表板CAE強度分析

本文對儀表板進行了CAE強度分析，約束儀表板安裝位置全自由度，工況為Z向5g.CAE強度分析結果如圖3，最大應力6.2MPa，小于材料屈服強度18.2MPa，滿足目標要求。

2.4 儀表板搭接點異響敏感度CAE分析

本文對儀表板系統進行了搭接點異響敏感度分析，頻率響應范圍為0-80Hz，載荷為單位激勵，激勵點為駕駛室懸置接附點Z向激勵，響應點為儀表板可拆搭接點，如圖4，評價標準為響應點速度不大于0.4mm/s/N。

搭接敏感度CAE分析結果如圖5所示，可以得出，儀表板X/Y/Z三向速度響應曲線都在目標值0.4mm/s/N直線以下，滿足設計NVH目標要求。

3 儀表板應變測試分析

3.1 海南試驗場耐久道路簡介

海南瓊海熱帶汽車試驗場是我國首個汽車試驗場，是現代化濕熱氣候的汽車試驗基地，擁有可靠性試驗路、強化腐蝕路等路面[3]。本文研究的儀表板系統開展的是壞路考核試驗，主要包括扭曲路、條石路、鵝卵石路、陡坡路、搓板路、波形路等路面，見圖6。

3.2 儀表板應力應變采集

本文在海南試驗場進行了某商用車應力應變采集試驗，應變計為單向應變計，布點布置如圖7所示。主要目的是獲得儀表板X向沿線位置點應變數據。

3.3 儀表板應變測試數據分析

本文在試驗場進行了兩輪壞路考核工況下的儀表板加速度采集試驗，試驗結果如圖所示。材料彈性模量1750MPa，由圖8可知，測點1峰值應力為3MPa，測點2應力峰值1.6MPa，測點3應力峰值為0.2MPa，出現于搓板路，遠小于材料屈服強度，路試考核通過。

4 結論

本文基于Nastran軟件，對商用車駕駛室內飾儀表板進行了CAE模態、強度、搭接點異響敏感度CAE分析，CAE分析結果表明，儀表板強度性能滿足設計要求，同時在試驗場進行了儀表板應力應變采集，反饋出儀表板路試工況下應力較小，與CAE分析結果一致，最終儀表板系統通過了路試考核。

參考文獻

[1] 王少杰，王偉.汽車儀表板的設計及分析[J].企業實踐，2016，13（1）， 182.

[2] ?李淵博，夏金林等.基于CAE模擬分析的汽車注塑儀表板產品設計[J]研究與開發，2019，07（2），28-29.

[3] 雷飛，龔紅兵.海南汽車試驗場可靠性試驗強化系數的計算[J].汽車研究與開發，1997，26（1）：35-39.