白车身模态分析流程及建模标准概述khh.pptx

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1、白白白白车车身模身模身模身模态态分析流程及建模分析流程及建模分析流程及建模分析流程及建模标标准准准准Company Confidential概述概述概述概述1.1.几何模型修正几何模型修正2.2.几何模型读取几何模型读取3.3.单元尺寸的定义和模型划分单元尺寸的定义和模型划分 4.4.模型的合并模型的合并 5.5.施加载荷和边界条件施加载荷和边界条件 6.6.分析计算分析计算 7.7.结果的后处理结果的后处理 8.8.修改设计修改设计Company Confidential分析流程分析流程分析流程分析流程图图几何模型修正几何模型修正几何模型读取几何模型读取单元尺寸的定义和模型划分单元尺寸的定义

2、和模型划分模型的合并模型的合并施加载荷和边界条件施加载荷和边界条件结果的后处理结果的后处理修改设计修改设计Company Confidential几何模型修正几何模型修正几何模型修正几何模型修正在建立几何模型的过程中在建立几何模型的过程中,有可能发生有可能发生几何特征缺失或者产生一些不必要的小几何特征缺失或者产生一些不必要的小碎面，这些几何错误都需要进行清理，碎面，这些几何错误都需要进行清理，否则会影响有限元模型的质量、计算的否则会影响有限元模型的质量、计算的精度和速度，具体的方法是进行缝合、精度和速度，具体的方法是进行缝合、修补或合并。可以将修补或合并。可以将N个面合并成一个个面合并成一个面

3、（此种方法只限对模型质量要求不高面（此种方法只限对模型质量要求不高的情况），但关键的特征线应该保留，的情况），但关键的特征线应该保留，如拐角、和孔等。如拐角、和孔等。Company Confidential几何模型修正几何模型修正几何模型修正几何模型修正Company ConfidentialSURFACE EDITSURFACE EDITparametric cubic mathematical representationComplex mathematical representation12314235611221Can use simultaneously with all surf

4、acesSurfaces have continuous slopeCompany ConfidentialPATRANPATRAN相关的几何模型修正相关的几何模型修正相关的几何模型修正相关的几何模型修正Point 35Parametric Surface 6Trimmed surface with holeTrimmed surface 8 with holeParametric surface without holeTrimmed surface 4Remove VertexParametric surfacePoint 44Parametric Surface 2New VertexT

5、rimmed surfaceCompany Confidential几何模型读取几何模型读取几何模型读取几何模型读取：一般公司的数学模型都按照层管理的：一般公司的数学模型都按照层管理的模式进行，通常不同的层存储不同的信模式进行，通常不同的层存储不同的信息，在模型读入后，可以将多余的层删息，在模型读入后，可以将多余的层删除，将有用的面移入当前层中，如条件除，将有用的面移入当前层中，如条件允许可以将当前层的名称改成零件名称。允许可以将当前层的名称改成零件名称。便于以后添加材料性质卡和辨别零件。便于以后添加材料性质卡和辨别零件。PATRANPATRAN可以较为方便的将整车的各个不可以较为方便的将整车

6、的各个不同的零件进行分组并进行管理同的零件进行分组并进行管理Company ConfidentialCAECAECAECAE模型的建立模型的建立模型的建立模型的建立根据计算机的能力和要求的精度确定合根据计算机的能力和要求的精度确定合适的网格大小，划分网格。如果机器的适的网格大小，划分网格。如果机器的能力和时间允许，可以将单元尺寸划分能力和时间允许，可以将单元尺寸划分的小一些（但不能太小），如可以按照的小一些（但不能太小），如可以按照碰撞的计算要求进行划分，这样同一个碰撞的计算要求进行划分，这样同一个模型既能够计算模态分析，有可以模拟模型既能够计算模态分析，有可以模拟碰撞碰撞.Company C

7、onfidential网格划分网格划分网格划分网格划分Advanced Surface MesherAdvanced Surface MesherBenefitsDrastically reduce analysis modeling timethe same part can now be meshed in less than a minuteoriginally,it would take at least 30 minutesReduce costIncrease productivityBuild quality finite element models with minimal

8、user interactionGapNon-CongruentSurface boundariesCompany ConfidentialUser Scenario 1User Scenario 1Verify:Surface:BoundaryMany internal free edgesGapNon-CongruentSurface boundariesCompany ConfidentialUser Scenario 1User Scenario 1Verify:Surface:BoundaryMany internal free edgesOverlappedSurface boun

9、dariesGapCompany ConfidentialUser Scenario 1User Scenario 1Create initial tri-meshPseudo surfacesInitial MeshCompany ConfidentialUser Scenario 1User Scenario 1Create initial tri-meshPseudo surfacesCompany ConfidentialUser Scenario 1User Scenario 1Pseudo surface cleanupVerify element free edgesCleanu

10、pVerify Free edgesCompany ConfidentialUser Scenario 1User Scenario 1Pseudo surface cleanupCreate congruent meshes(based on user defined tolerance)Select initial tri-meshSet tolerance to.1194 new elements created293 free edges have been stitchedVerify free edges againAll internal free edges and overl

11、aps have been eliminated2 gaps needs to be manually stitchedMake CongruentCompany ConfidentialUser Scenario 1User Scenario 1Pseudo surface cleanupStitch free edges Select free edgeUse“Free Edge of 2D Element“selection iconUse polygon pick to select the entire gapRepeat for all known gapsStitchingThi

12、s tool will close the gaps of areas defined by the selected edges.Also,This tool will close the gaps without any checking of tolerance values.Company ConfidentialUser Scenario 1User Scenario 1Additional manual mesh simplificationMerge pseudo faces to eliminate skewed or sliver surfacesCreate higher

13、quality final mesh SimplifyMerge 16 pseudo faces into 1 faceMerge FacesCompany ConfidentialUser Scenario 1User Scenario 1Additional manual mesh simplification1 faceCompany ConfidentialUser Scenario 1User Scenario 1Create Final MeshSelect all pseudo facesEnter desired final element sizeFinal MeshComp

14、any ConfidentialCAECAE模型网格模型网格模型网格模型网格质质量控制量控制量控制量控制如果要得到精度如果要得到精度较高的高的计算算结果果,网格的网格的质量是是至关重要的量是是至关重要的.相相对于模于模态分析求解网格控制如下分析求解网格控制如下单元翘曲角：不大于单元翘曲角：不大于20度度单元长度单元长度 ：通常按照：通常按照10mm划分，但最小单元长度不要小于划分，但最小单元长度不要小于5mm。单元长宽比：小于单元长宽比：小于1：5雅各比雅各比 ：大于：大于0.5最小四边形内角：大于最小四边形内角：大于40度度最大四边形内角：小于最大四边形内角：小于135度度最小三角形内角：大

15、于最小三角形内角：大于15度度最大三角形内角：小于最大三角形内角：小于140度度三角形占全部单元比例：整个模型最好小于三角形占全部单元比例：整个模型最好小于10%，最多不多于，最多不多于15%，对单个零件的要求可以放松，最多可到，对单个零件的要求可以放松，最多可到30%（小零件）。（小零件）。Company ConfidentialIRREGULARITY CHECKSIRREGULARITY CHECKSnGeneral mesh/element checksuBoundary or“Crack”detectionuElements DuplicationuNormalsuNodal con

16、nectivityuJacobiannElement specific distortion checksuDeviation form basic shaped elements,i.e.tapernCurvature and singularity tests for quadratic elementsnColor-coding based on node or element ID numbersCompany ConfidentialVERIFY ELEMENT BOUNDARYVERIFY ELEMENT BOUNDARYnPlots the boundary as free ed

17、ges,or optionally free facesnFree edge/face of an element is the edge/face of the element not common(tied to)with othersnCracks or free edges appear along geometric boundaries prior to equivalencingCompany ConfidentialVERIFY ELEMENT BOUNDARY FREE EDGESVERIFY ELEMENT BOUNDARY FREE EDGESHex mesh examp

18、le:Hex meshFree edge display before equivalencingFree edge display*after equivalencingTet meshFree edge display before equivalencingFree edge display after equivalencingTet mesh example:Dashed(blank)area indicates more than one tetSolid line indicates only one tetCompany ConfidentialDISTORTION CHECK

19、 OF HEX ELEMENTSDISTORTION CHECK OF HEX ELEMENTSnThe Test Option gives an overview for the current groupObject:Company ConfidentialTYPICAL VERIFY FORMAspectWarpSkewTaperCompany Confidential模型的合并模型的合并模型的合并模型的合并一个白车身由若干个零件组成，模型的合并是一个一个白车身由若干个零件组成，模型的合并是一个复杂的事情。一般情况下有两种办法：一种是先进复杂的事情。一般情况下有两种办法：一种是先进行各大

20、总成的合并，如侧围、地板等，各个总成合行各大总成的合并，如侧围、地板等，各个总成合并完成后，再进行白车身的合并。此种办法比较简并完成后，再进行白车身的合并。此种办法比较简单，而且焊接顺序可以结合车间的焊接顺序进行，单，而且焊接顺序可以结合车间的焊接顺序进行，比较容易理解，建议初学者使用。另一种办法是将比较容易理解，建议初学者使用。另一种办法是将所有的模型全部读入，然后依次将各个零件进行焊所有的模型全部读入，然后依次将各个零件进行焊接。按照此种办法，需要对车身结构和焊接非常了接。按照此种办法，需要对车身结构和焊接非常了解，连接过程中经常会遗漏部分焊点，需要反复几解，连接过程中经常会遗漏部分焊点，

21、需要反复几次计算才能全部完成。但这种方法有助对白车身的次计算才能全部完成。但这种方法有助对白车身的透彻了解。建议熟练后采用。透彻了解。建议熟练后采用。Company Confidential焊点的连接方式焊点的连接方式焊点的连接方式焊点的连接方式 在给出的焊点坐标附近，用两个RBE2单元连接，或采用一个零件（厚度较大的零件）的节点做主点，相连零件的两个节点做从点的方法。三层板件焊接，中间点作为主点。一般不推荐一个焊点只采用一个RBE2单元（只有两个节点连接）的方式。Company Confidential施加载荷和边界条件施加载荷和边界条件施加载荷和边界条件施加载荷和边界条件这是有限元模型的精

22、华，所有令人丧气、这是有限元模型的精华，所有令人丧气、郁闷的过程都集中于此，但是当计算结郁闷的过程都集中于此，但是当计算结果比较成功的时候，带来的乐趣也是让果比较成功的时候，带来的乐趣也是让人兴奋的。这一步需要的是经验和根据人兴奋的。这一步需要的是经验和根据经验做出某种简化或者取舍的勇气，尤经验做出某种简化或者取舍的勇气，尤其是在静力和频率响应计算中。而模态其是在静力和频率响应计算中。而模态分析可以算是有限元分析中最简单的边分析可以算是有限元分析中最简单的边界条件，计算过程只要注意一下单位的界条件，计算过程只要注意一下单位的统一问题就可以了。统一问题就可以了。Company Confident

23、ial分析计算分析计算分析计算分析计算现代现代CAE软件的功能大大的加强软件的功能大大的加强,使得使得这步操作基本上不再需要人工干预了。这步操作基本上不再需要人工干预了。只要在计算大型课题时应对将会使用到只要在计算大型课题时应对将会使用到的磁盘空间有一定的预计的磁盘空间有一定的预计,合理的非配合理的非配各个磁盘的空间各个磁盘的空间.Company Confidential结果的后处理结果的后处理结果的后处理结果的后处理对计算结果进行分析，有可能需要调整对计算结果进行分析，有可能需要调整计算方案，也是难点之一，既需要经验计算方案，也是难点之一，既需要经验也需要知识。还有可能需要结合试验的也需要知

24、识。还有可能需要结合试验的结果进行分析。但相对于静力和模态等结果进行分析。但相对于静力和模态等简单问题简单问题,有限元理论及软件求解已经有限元理论及软件求解已经是相当的成熟是相当的成熟,通常情况计算的结果精通常情况计算的结果精度都非常高。度都非常高。Company Confidential修改设计修改设计修改设计修改设计确定计算结果以后，根据项目要求，需确定计算结果以后，根据项目要求，需要跟设计人员再次协调，有些情况下需要跟设计人员再次协调，有些情况下需要提出改进的方案并进行验证。一般情要提出改进的方案并进行验证。一般情况下，难点是局部模态的修改。况下，难点是局部模态的修改。THANKSTHANKS演讲完毕，谢谢观看！