整车是由各个系统组装而成的。各系统之间的连接方法对整车分析结果影响非常大。通过多年的研究和摸索,人们总结出了整车模型组装方法。
1.点焊连接
车身的主体框架为钢板焊接而成。点焊是一种高效的焊接方式,目前点焊的模拟方式如图6.1.31所示,在焊点中心建立一个六面体单元,然后用RBE3单元与两个焊接板相连。当然这一过程都是软件自动完成的。
铆接可以按照点焊相同的方法处理。
2.二氧化碳保护焊连接
汽车上一些无法采用点焊的零部件,通常采用二氧化碳保护焊连接。如副车架、扭力梁等。由于这些零部件厚度大,不能用点焊,只能用二氧化碳保护焊。
二氧化碳保护焊的连接一般用刚性单元RBE2连接,并且要求RBE2的主从节点垂直对应,连接区域和焊接区域相等。这种做法比较费时,要事先将两个焊到一起的板件的节点一一对齐。有些前处理软件开发出了其他更高效的借用建模方法,如类似粘胶的SEAM单元,也可以达到与RBE2连接相同的效果,并且更加快捷。
3.螺栓连接
螺栓属于刚性连接,其连接方法如图6.1.32所示。首先在每个孔处生成网状RBE2,主点置于圆心处,如果是尺寸较大的孔,那么需要至少连接两层节点。然后再将两个圆心的节点用RBE2连接起来。
图6.1.31 点焊模拟方法
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图6.1.32 螺栓模拟方法
4.粘胶
车身上的胶有两种,结构胶和非结构胶。结构胶的强度较大,弹性模量通常在1000MPa以上,常用在不能打焊点的位置,如侧围、车门防撞梁与外板。而非结构胶的弹性模量通常在10~50MPa,常用在前风窗玻璃、车顶盖等处。
粘胶通常用实体单元加RBE3来模拟,实体单元赋予胶的材料特性,指定连接区域、将要粘接到一起的两个零部件,软件就可以自动搭建模拟。
5.柔性连接
为了保证车内乘员的舒适性,需要隔离或者缓冲来自动力总成和路面的激励。因此,动力总成、悬架系统都是通过柔性元件与车身连接的,如悬置、吊挂、衬套。这些零部件多数都是由橡胶制成的,也有的采用性能更好的液压元件、空气减振元件等。另外,如车门四周的密封条、限位块、气弹簧等,也都属于减振单元。
上述元件可以用一维弹性单元模拟,如BUSH、CELAS等。单元最主要的属性是动刚度,另外还要指定方向。
6.集中质量模型连接
集中质量单元与车身的连接单元取决于该零部件对安装部位是否有刚度贡献。如果零部件安装到车身上以后,增加了安装位置局部的刚度,那么就应该选用刚性连接单元,否则就选非刚性单元。如蓄电池是安装在支架上的,其本身具有很高的刚度,因此,应该选择刚性单元RBE2,如图6.1.33所示。又比如座椅靠垫,它的安装对座椅本身没有刚度的影响,因此就要选择RBE3连接。
图6.1.33 蓄电池建模方法
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