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CAE分析流程
一、3D建模:在三維模型在裝配車架上零部件。
二、抽取中面:在CATIA中,對車架縱梁、縱梁加強板、橫梁及橫梁連接板等車架系統(tǒng)本體的零部件進行抽取中面;板簧支座、油箱托架、電瓶框、尿素罐支架等保留3D模型。(保存為.stp格式或者直接使用.CATProduct格式)
三、劃分網(wǎng)格:
1、在Hypermesh中打開3D模型,對components中的名字重新命名,方便查找對應(yīng)的零部件。
2、對車架上的孔進行優(yōu)化處理。(更優(yōu)網(wǎng)格質(zhì)量)
Geom autocleanup
效果
3、對compon
2、ents進行2D網(wǎng)格劃分。(橫梁為例)
2D automesh選中要劃分網(wǎng)格的components(shift+鼠標左鍵框選) mesh,
完成后 return elem cleanup清除壞的網(wǎng)格(shift+鼠標左鍵框選),完成后return qualityindex 檢測網(wǎng)格質(zhì)量同時手動優(yōu)化網(wǎng)格,直至failed趨近于0
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清除網(wǎng)格
手動清除
4、對components進行3D網(wǎng)格劃分。(板簧支架為例)
3D tetramesh選中要劃分網(wǎng)格的components(shift
3、+鼠標左鍵框選) 選擇
Volum tetra 選中solids(shift+鼠標左鍵框選),mesh完成后return
注:在網(wǎng)格劃分中,最好使要劃分網(wǎng)格的components置于當前。在components中右鍵,選擇make current。這個方便之后的材料及屬性賦值。
四、鉚釘(螺栓)的虛擬剛性連接
1、在components中新建一個集合如maoding。創(chuàng)建鉚釘連接時候,把它置為當前。
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,Create。
2、車架縱梁、加強板、橫梁連接板等連接
2.1 孔位對應(yīng)連接
1D connector
4、s bolt 設(shè)置 Create
設(shè)置情況:type—bolt(washer 1) 帶彈墊螺栓連接
fe file—,基本不用動。
Prop file—在安裝文件下找到connectors文件夾,找到prop_hinge.tcl文件
對節(jié)點設(shè)置:
下圖 1—location—nodes 選中節(jié)點
2—connect what—comps 節(jié)點所在的components
3—num layers—total(2,3,4……)連接幾層板的意思
4—tolerance 容差 一般100(大一點的值)
5、 5—hole diameter—max 孔的直徑最大值,一般選取100(怕溢出)
5
4
3
2
1
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2.2 孔位沒有對應(yīng)或者沒有孔的連接(聯(lián)接角鐵與底架)
1D rigids independent—calculate node,dependent—nodes Create
注:選擇的點要在要連接的components上(shift+左鍵)選中的多余的點刪掉(shift+右鍵)
2.3 按照以上兩個流程把車架上面的所有零部件連接在一起,形成RBE2單元。
6、
2.4 車廂與車架之間的連接使用gap單元。
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五、材料、屬性及賦值
1、材料material
選擇Materials mat name—材料命名,type—ALL,card image—MAT1 Create/edit 設(shè)置E彈性模量、NU泊松比、RHO密度 return
2、屬性property
2.1 2D屬性
選擇property prop name—屬性命名,type—2D,card image—PSHELL,material選擇上面建立的材料 Create/edit 厚度
7、T return
2.2 3D屬性
選擇property prop name—屬性命名,type—3D,card image—PSOLID,material選擇上面建立的材料 edit return
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3、賦值(將材料,厚度的值分別賦予車架上面的所有零部件)
選擇components comps—零部件,property—選擇上面建好的屬性 assign
注:1、2D、3D賦值是一樣的,只是2D、3D的屬性卡片不一樣。
2、車架縱梁、橫梁及其他零部件應(yīng)建立對應(yīng)的屬性卡片,便于賦值。
8、
六、虛擬彈簧建立
1、新建一個components,如xuni,置當前,存放虛擬彈簧。
2、建立板簧座上RBE2單元
1D rigids nodes(選擇板簧圓銷孔里面的點,然后by face) Create RBE2單元
利用相同的方法在另外一個板簧支座上面建立RBE2單元。
3、建立nodes
tool translate nodes(duplicate復(fù)制)豎直方向上移20
同樣的方法建立另外一個node。
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4、中點node
Geom distance,測量上述兩
9、個node的距離 tool translate nodes(duplicate復(fù)制),把縱向坐標較小的那個node復(fù)制平移到另外有一個node下方。
Geom distance 選擇兩點,nodes between,得到中點 translate,中點向下移動100,為nodeX。
5、建立虛擬彈簧
5.1 建立CBUSH
Property 設(shè)置type—Springs_Gaps,card image—PBUSH,material選擇上述材料
,設(shè)置K1,K2,K3……K6的值(根據(jù)懸架系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù))
K1=K2=1000,K3=剛度/2
10、,K4=K5=K6=3700000
1D Springs 創(chuàng)建CBUSH,Property—選擇前面建立的,elem types—CBUSH
按上述方法建立另一個板簧的虛擬,生成CBUSH。
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5.2 虛擬板簧連接
5.2.1沒有副簧情況下
1D rigids independent—node-選擇之前建好的nodeX,nodes-選擇CBUSH下面的兩個node Create,形成RBE2單元。
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5.2.
11、2 有副簧情況下
1)建立PGAP
Property 設(shè)置type—Springs_Gaps,card image—PGAP,material選擇上述材料
Create/edit ,去掉勾,設(shè)置KA的值(根據(jù)懸架系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)/2),
U0=56 Return
2)利用上面建立兩個nodes的方法,新建兩個nodes
tool translate nodes(duplicate),縱向偏移20,生成兩個點node1,2
Geom distance,測量兩點距離 tool translate,使得兩個點在同一水平線上
豎直方向復(fù)制兩個
12、nodes,node3,4,距離20
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3)RBE2單元
1D rigids node—選擇node1,2,nodes—分別對應(yīng)副簧上面的點
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4)PGAP
1D gaps property—前面新建的PGAP,elem type—默認 from node—選擇node3,4,to node—選擇node 1,2
4)主簧和副簧虛擬彈簧建立
1D rigids node—選擇中點nodeX,nodes
13、—選擇node1,2,3,4 虛擬彈簧建好
5.3 彈簧卡片建立
Card edit config—spring,type—CBUSH,elems—選擇之前建立的CBUSH,edit
CID=0(注意elems只選擇CBUSH,PGAP不選)
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5.4 虛擬橋Beam建立
在新建完成車架左/右兩側(cè)的虛擬彈簧后,就要建立它們之間的連接Beam。
1D HyperBeam standard section—solid circle Create 左側(cè)可以設(shè)置R的大小
Property
14、 type—ALL,card image—PBAR,選中材料,Beamsection選擇剛建好的Beam 1D—bars node分別選擇車架左/右板簧中點RBE2單元,property選擇剛建好的屬性,elems type—CBEAM
在select from list中選擇3D element representation,檢查CBEAM是否已經(jīng)完成賦值。
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七、載荷加載
1.RBE3單元建立
對駕駛室懸置、發(fā)動機懸置、變速箱支架、尿素罐支架(后處理器支架)、油箱托架、電瓶支架、車
15、廂等裝在車架上面的零部件,需建立RBE3單元,然后進行載荷加載。
創(chuàng)建RBE3單元之前,新建一個components存放并置于當前。
1.1 創(chuàng)建node(最好是質(zhì)心所在的點) 1D—rbe3 node—創(chuàng)建的node,nodes—受力的節(jié)點
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nodes
node
1.2 某種駕駛室懸置—插銷式受力的情況
1D—rbe3 dependent—calculate node,nodes—選中圓銷中的點,by face
Create
2、施加載荷
在創(chuàng)建完成所有RBE3單元后,就要給每個
16、RBE3單元施加載荷。
2.1 創(chuàng)建motai
Load collectors loadcol name—名稱,card image—EIGEL Create/edit
V1,V2,ND值設(shè)置。
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注:設(shè)置模態(tài)這個,通過計算模態(tài),可以檢查每個步驟是否有問題。
2.2 創(chuàng)建wanqu
2.3 創(chuàng)建0.2zhidong
2.4 創(chuàng)建0.2zhuanxiang
2.5 sum-wanqu
S—合力的倍數(shù),S1(1)—彎曲力的倍數(shù),L1(1)—wanqu
2.6 sum—0.2zhidong
17、
0.2zhidong
wanqu
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2.7 sum—0.6zhidong
3倍
0.2zhidong
wanqu
2.8 sum—0.2zhuanxiang
0.2zhuanxiang
wanqu
2.9 sum—0.4zhuanxiang
2倍
0.2zhuanxiang
wanqu
2.10 sum—pingdiqidong
0.2zhidong
-1.5倍
wanqu
合力關(guān)系表:
sum—wanqu
wanqu
sum—0.2zhidong
wanqu+0.2zh
18、idong
sum—0.6zhidong
wanqu+3X 0.2zhidong
sum—0.2zhuanxiang
wanqu+0.2zhuanxiang
sum—0.4zhuanxiang
wanqu+2X 0.2zhuanxiang
sum—pingdiqidong
wanqu+(-1.5)X 0.2zhidong
2.2 加載載荷
對于力的加載,主要是wanqu、0.2 zhidong、0.2zhuanxiang這三個力的加載,加載力時需要置當前。
wanqu是在RBE3節(jié)點上施加豎直向下(-Z方向)力,即電瓶、油箱、駕駛室、儲氣筒、發(fā)動機+變速器、載貨等產(chǎn)生的重
19、力。
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0.2zhidong是0.2倍重力的水平向前(-X方向)制動沖擊力。
0.2zhuanxiang是0.2倍重力的水平向右(Y方向)離心力。
2.3 加載步驟
Analysis—forces nodes—RBE3單元,選擇力的方向
八、約束建立
1、約束種類
SPC—wanqu(彎曲)
SPC—zhidong(制動)
SPC—zhuanxiang(轉(zhuǎn)向)
SPC—zuoqianniu(左前扭)
SPC—zuohouniu(左后扭)
(SPC—zuozhongniu(左中扭)——雙前橋)
S
20、PC—pingdiqidong(平地啟動)
根據(jù)約束要求,設(shè)置約束。4X2如下表
約束類型
前軸
后軸
SPC—wanqu
左
123
23
右
13
3
SPC—zhidong
左
123
123
右
13
13
SPC—zhuanxiang
左
3
13
右
23
123
SPC—zuoqianniu
左
123(dof3=200)
23
右
13
3
SPC—zuohouniu
左
123
23(dof3=200)
右
13
3
SPC—pingdiqidong
左
3
123
右
23
13
21、
2、約束建立步驟
Analysis—constraints node—板簧的RBE2單元,dof1……6是六個自由度
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九、工況 loadsteps建立
1、motai工況
Analysis—loadsteps normal modes,勾選METHOD(STRUCT)選擇motai
2、wanqu工況
名稱對應(yīng),type選擇linear static,SPC選擇對應(yīng)的約束,LOAD選擇對應(yīng)的載荷。
3、zuoqianniu、zuohouniu工況
LOAD選擇sum—wanqu
4、
22、其余工況建立同wanqu
5、所建工況如下:
十、計算
Analysis—optistruct 設(shè)置如下,然后計算。
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十一、計算結(jié)果查看及HyperView
1、基礎(chǔ)操作
打開HyperView 選擇.h3d文件,Apply Contour 設(shè)置參數(shù),Apply
Max的值為應(yīng)力值的邊界,為方便找出最大應(yīng)力 Tensor,選擇components,顯示出最大拉應(yīng)力的大致位置 measures,取值
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