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Abaqus在汽车行业的解决方案
DS SIMULIA北京 工程师 潘影影 2014-11
ABAQUS软件的分析功能
1、加入真实爆破力 2、加入离心力 3、加入旋转离心力 4、加入往复惯性力
5、考虑曲轴转两周，模拟旋转720度情况下六缸机的发 火次序为1-5-3-6-2-4
感谢上海内燃机研究所
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车门抗凹性分析模型
CUM2007 北汽福田
Abaqus Case 14
车门抗凹性分析变形云图
车身－ ABAQUS在车门分析中的应用
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用于装配的连接
BEAM WELD HINGE UJOINT CVJOINT TRANSLATOR CYLINDRICAL PLANAR LINK JOIN SLOT
• 利用Abaqus软件统一有限元功能完成多种分析工况： • 重力荷载下悬挂臂的应力和变形 • 刹车工况分析—惯性释放 • 行驶在不平整路面—子结构 • 整车振动频率和模态分析 • 碰撞分析—General contact
雪佛来C1500皮卡
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整车分析-雪佛莱C1500皮卡分析实例

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几个典型振动模态
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整车分析-雪佛莱C1500皮卡QUS/Explicit中 使用*General Contact 方便的定义复杂接触问题
工况三：卡车在不平整的路面上行驶（两种路面情况）： • 路况1结果 • 卡车以速度 7 m/sec (25.2 km/h) 跳过一个颠簸. 车轮与路面有脱离接触的过程 • 路况2结果
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整车分析-雪佛莱C1500皮卡整车分析实例
• 工况四：整车振动频率和模态分析
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工况二：刹车制动荷载下强度 • 重力载荷的结果作为初始状态，利用惯性平衡施加制动荷载。
Mises应力图说明最大应力发生在悬挂组件和底盘的结合部位上。 等效塑性应变的图显示在刹车过程中材料都没有进入塑性阶段
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整车分析-雪佛莱C1500皮卡整车分析实例

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计算结果 使用Lanczos特征值提取器求前25阶振型和频率 1～7阶：
模态阶次
1 2 3 4 5 6 7 ……
特征值
69.773 496.09 806.18 1518.5 2289.6 2343.8 2417.1
频率(rad/s)
8.3530 22.273 28.393 38.968 47.850 48.413 49.165
工况一：重力荷载下强度

载荷：重力加速度9.8m/s^2

得到一个正确的初始应力分布，作为后面刹车时应力分析的基础状态。
重力荷载下悬挂臂的应力
重力荷载下底盘的应力分布
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整车分析-雪佛莱C1500皮卡分析实例

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内燃机热固/流固耦合分析—缸盖的热应力分析
Click graphic to play
NVH振动分析--卡车排气系统计算分析
以及ABAQUS其他广泛的功能
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•ABAQUS在汽车行业的解决方案
—对底盘产品的解决方案 —对整车的解决方案
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内燃机--活塞连杆组机构分析
感谢上海内燃机研究所
内燃机热固/流固耦合分析—缸盖的热应力分析
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ABAQUS-FLUENT conjugate heat transfer analysis, followed by an ABAQUS-only thermal-stress analysis Structural and CFD models were provided courtesy of Deutz, AG Simulation objectives • Obtain steady-state temperature distributions • Obtain higher fidelity thermal-stress solutions
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汽车驾驶舱—Abaqus统一有限元
头部碰撞的模型 头部中心的加速度曲线
车身－防护罩
真实的工业问题中包含严厉的非线性
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频率 (Hz)
1.3294 3.5449 4.5189 6.2019 7.6156 7.7051 7.8248
广义质量
0.51209 0.48112 0.15459 0.42491 3.42666E-03 0.31658 5.13518E-03 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
—对车身产品的解决方案
—对动力总成的解决方案
……
目 录
整车分析--雪佛莱C1500皮卡分析实例
• 有限元模型：三维beam、shell和solid单元模拟驾驶仓，底盘和门窗等结构。
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例子：防护罩 (ABAQUS/Standard) 模型问题 不可压材料行为 静摩擦 vs. 动摩擦 任意的接触 局部的不稳定性
ABAQUS解决方案
杂交单元 *HYPERELASTIC *FRICTION允许这样做
变形体与刚体间接触及自接触功能
静态问题的STABILIZE选项
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感谢: GKN Technology Ltd.
平动连接
ALIGN
转动连接
REVOLUTE UNIVERSAL CARDAN(万向节) EULER 速度约束 ROTATION FLEXION-TORSION
SLIDE-PLANE CARTESIAN RADIAL-THRUST
AXIAL
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内燃机--活塞连杆组机构分析
考虑模型的真实情况：
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以往需要多个软件、模型和分析过程才能完成 现在所有的模拟可以在统一的有限元模型中完成
Courtesy Hyundai Mobis
感谢现代汽车
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整车分析-ABAQUS/Explicit 在BMW碰撞分析
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• 整车碰撞
• 正撞
• 模型包括：
白车身所有的组件、底盘、动力系统 前保险杠
ABAQUS针对汽车行业提供的许多关键分析功能
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强大而灵活的接触分析功能(contact analysis) 强大的材料和几何非线性分析功能（弹塑、损伤、大变形等） 线性和非线性NVH振动噪声分析 刚柔结合的机构运动分析 热固、流固耦合分析功能 垫圈单元(Gasket elements)及螺栓预紧力(Bolt loading) 大规模模型的求解器