[发明专利]车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析压头建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析技术领域，特别是涉及一种车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析压头建模方法。

背景技术

汽车的车身外覆盖件外板（如车门外板、侧围外板、翼子板、发动机罩外板、后备箱外板及车顶外板等）在承受一定载荷的情况下会发生变形，即所谓的“凹陷”，通常把车身外覆盖件外板承受外部载荷作用，抵抗凹陷挠曲及局部凹陷变形、保持原有形状的能力称为车身外覆盖件外板的抗凹性。由于汽车外覆盖件外板能够被消费者所见，如果外板在承受较小的载荷即发生较大的变形，将严重影响消费者对于汽车质量的印象，甚至会造成整个品牌的“质量危机”，造成企业的重大经济损失。因此，必须要保证车身外覆盖件具有足够的抗凹性。采用仿真分析的方法来预研究车身外覆盖件外板的抗凹性，能够大大降低开发成本，同时还可以提高开发效率，且能保证在样车制造之前，就能达到设计目标。可见，车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析具有重要的实用价值。

目前，行业内现有的方案压头的建模均是整体定义为刚体。经过本发明人研究发现，由于将压头模型定义为刚体，存在压头硬度偏大的问题，压头与车身外覆盖件外板刚性接触导致仿真分析中车身外覆盖件外板的抗凹分析点的位移失真（抗凹分析点的位移一部分由压头本身引起），进而导致车身外覆盖件外板的抗凹性仿真分析的精度降低。当外板的外表面曲率复杂时，在集中力或均布载荷的加载过程中车身外覆盖件外板存在不断变化的曲率，而刚体属性的压头不产生变形，因而，很难建立压头与车身外覆盖件外板的接触关系，即使经反复调试模型，也可能得不到分析结果，即导致压头与车身外覆盖件外板的外表面接触分析不易收敛，进而增加了模型调试时间，使得仿真分析的效率和精度不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的压头建模均是整体定义为刚体，存在压头硬度偏大进而导致车身外覆盖件外板的抗凹性仿真分析的精度降低的缺陷，提供一种车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析压头建模方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为，提供一种车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析压头建模方法，所述方法包括：

创建压头三维模型，其中，创建的所述压头三维模型包括压头主体及连接在所述压头主体一端部的压头头部；

对所述压头三维模型的压头本体及压头头部分别划分有限元网格；

赋予所述压头本体的有限元网格刚体属性，赋予所述压头头部的有限元网格柔性体属性，得到压头有限元模型。

进一步地，所述“对所述压头三维模型的压头本体及压头头部分别划分有限元网格”具体为：

对所述压头三维模型的压头本体划分为壳单元形式的有限元网格，对所述压头三维模型的压头本体划分为实体单元形式的有限元网格。

进一步地，所述压头主体呈圆筒状，所述压头头部呈圆弧形，所述压头头部的底部与所述压头主体一端部对接。

进一步地，所述压头本体的外径为80mm，所述压头头部的外表面的圆弧半径为132.2mm；所述压头本体的长度为36mm，所述压头本体的壁厚为2mm，所述压头头部的壁厚为2mm。

根据本发明的车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析压头建模方法，在压头建模时，赋予所述压头头部的有限元网格柔性体属性，这样，在分析过程中，压头头部能够产生形变以适应车身外覆盖件外板不断变化的曲率，这样，能保证压头头部与车身外覆盖件外板的接触更加充分，使接触分析更容易收敛。同时，由于压头头部为柔性体，这样，压头本身不会引起车身外覆盖件外板的抗凹分析点的附加位移，仿真分析的效率和精度较高。

另外，本发明还提供了一种车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析方法，所述方法包括：

按照上述的方法建立压头有限元模型；

将所述压头有限元模型导入到待分析的车身外覆盖件的有限元模型中，并使所述压头垂直于所述车身外覆盖件外板的外表面且所述压头头部正对所述车身外覆盖件外板上预设的抗凹分析点，调整所述压头头部与所述抗凹分析点的距离至一预设距离；

根据预定义的所述压头头部的外表面与所述车身外覆盖件外板的外表面的接触属性，在所述压头预设的参考点上加载垂直于所述车身外覆盖件外板的外表面且由0逐渐增大至最大值的预设载荷，然后由最大值至0逐渐减小加载在所述参考点上的预设载荷；或者，根据预定义的所述压头头部的外表面与所述车身外覆盖件外板的外表面的接触属性，在所述压头预设的参考点上加载垂直于所述车身外覆盖件外板的指定强制位移，然后卸载所述指定强制位移使所述压头回退至初始位置；