车身结构中接头简化模型的研究

论文摘要

本文首先以车身结构中B立柱下接头(Joint C)为例建立了接头详细有限元模型,研究了模型建立过程中在结构简化、单元数量的控制等方面需要遵循的一般原则。接着以接头详细有限元模型为基础讨论了接头的力学加载特性和柔度特性。进而用超单元理论解释接头的柔度特性,提出了特征方向和特征坐标系的概念,并以此为基础提出了角接弹簧—刚梁接头简化模型,并在HYPERWORKS中建立了Joint C的角接弹簧—刚梁简化模型。通过在9种工况下与详细模型计算结果的对比,验证了该简化模型的有效性。最后,应用TCL/TK语言对HYPERWORKS进行二次开发,实现了接头简化模型建立的流程自动化。将接头简化模型应用到简化车身中,分别建立了三种车身简化模型,即接头位置不做简化的梁单元车身模型(模型1)、接头刚性处理的梁单元车身简化模型(模型2)以及由梁单元和角接弹簧—刚梁接头简化模型组成的车身简化模型(模型3)。通过三种模型在弯曲工况和扭转工况下计算结果的对比分析接头柔度对整车刚度的影响。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 车身概念设计
• 1.2 接头模型简化方法研究的意义
• 1.3 接头简化模型的研究现状
• 1.4 本文的研究内容
• 第2章 接头的建立及其力学特性的研究
• 2.1 接头详细有限元模型的建立
• 2.1.1 结构的简化原则
• 2.1.2 单元类型的选取
• 2.1.3 单元数量和质量的控制
• 2.1.4 网格划分
• 2.1.5 联接方式的模拟
• 2.2 接头模型的提取
• 2.3 接头有限元模型的处理
• 2.4 接头的加载特性
• 2.5 接头的柔度
• 第3章 接头模型简化方法的研究
• 3.1 接头的超单元简化模型
• 3.1.1 超单元方法的基本理论
• 3.1.2 接头超单元简化模型的提出
• 3.1.3 接头超单元简化模型的验证
• 3.2 星型弹簧—刚梁接头简化模型
• 3.2.1 星型弹簧—刚梁简化模型的提出
• 3.2.2 星型弹簧—刚梁模型参数的确定方法
• 3.2.3 星型弹簧—刚梁简化模型的验证
• 3.3 接头的角接弹簧—刚梁简化模型
• 3.3.1 接头柔度特性的超单元解释
• 3.3.2 接头分支的特征方向和角自由度解耦
• 3.3.3 角接弹簧—刚梁简化模型的提出
• 3.3.4 角接弹簧—刚梁接头模型参数的确定方法
• 3.3.5 角接弹簧—刚梁接头简化模型的验证
• 3.4 几种简化模型的对比
• 第4章 在车身概念设计中应用接头简化模型
• 4.1 HYPERWORKS 中的TCL/TK 语言概述
• 4.2 简化车身建模的流程
• 4.3 梁单元和接头详细模型构成的车身简化模型
• 4.3.1 HYPERMESH 中车身简化梁单元的建立
• 4.3.2 梁单元和详细接头模型车身简化模型
• 4.4 接头刚性处理的车身简化模型
• 4.4.1 接头中心点的确定
• 4.4.2 建立接头刚性处理的简化车身模型
• 4.5 应用角接弹簧—刚梁模型处理接头的车身简化模型
• 4.5.1 HYPERMESH 中建立车身接头简化模型的操作步骤
• 4.5.2 接头简化模型建立的流程自动化
• 4.5.3 梁单元和角接弹簧—刚梁接头简化模型建立的车身模型
• 4.6 工况描述
• 4.6.1 弯曲工况
• 4.6.2 扭转工况
• 4.7 计算结果与结果分析
• 第5章 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文及科研成果
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢