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基于Abaqus的乘用车开闭件冲击强度分析

胡海欧1辛雪军2杜伟娟1费文杰

1

（1.一汽轿车股份有限公司，长春，130021；2.安徽江淮纳威司达柴油发动机有限公司，合肥，230601）

摘要：本文介绍了有限元显式分析基础理论，运用Abaqus软件对开闭件进行冲击强度分析，并详细阐述了冲击

强度模型搭建的关键点。同时对比后续样车试验结果，仿真分析与试验吻合度高，从而验证了仿真分析的可行

性，并形成一套可行性技术流程，为后续车型强度分析提供技术积累。

关键词：Abaqus；冲击强度分析

中图分类号：U463.833；TB115.1文献标识码：B

Theclosurepartsimpactstrengthanalysisofpassengercar

basedonAbaqus

HUHaiou1XINXuejun2DUWeijuan1FEIWenjie1

(1.FAWCARCo.,Ltd,ChangChun,130021；2.AnhuiJianghuaiNavistarDieselEngineCo.,Ltd,HeFei,230601)

Abstract:Thepaperexpatiatesonthebasictheoryoffiniteelementmethodexplicitanalyzes,andintroducesthe

impactstrengthofclosurepartsbasedonAbaqus,thendescribethekeypointsofstrengthmodel.Theresultsofstrength

virtualanalysiscontrasttodurabilitytestaresame,therebytheyvalidatethatstrengthanalysisofpassengercar-closure

partsaredoable.Sothepaperbuilttheactiveflowandsupplytechnologytothestrengthanalysisofthewholevehicle.

Keywords:Abaqus;impactstrengthanalysis

1引言

在现代汽车工业中，国内外各大整车制造企业越来越重视由于强度不够而导致汽车开闭件（本文中的开闭

件仅包括发动机盖、前门、后门、后背门、行李箱盖）的开裂开焊问题，几乎每种新开发车型都需要考察其强

度性能。按照传统的方法，汽车企业对于新车型强度性能的评估都是利用实车在台架或各道路试车场进行测试，

该方式虽然是最直接且最准确的，但测试时间十分冗长且耗费人力与物力，即使发现了问题，再去优化设计，

势必会延长车型的开发周期，增加经济成本，从而削弱产品在市场上的竞争力。

针对上述问题，运用基于有限元理论的数值分析方法在物理样车试制前对开闭件冲击强度进行计算，借助

该强度分析结果开展疲劳耐久分析，减少开裂开焊失效风险，从而缩短产品开发周期，提高市场竞争力。Abaqus

以其强大的非线性模拟仿真技术广泛应用于汽车行业结构强度CAE分析中。经过30多年的发展，Abaqus已是

虚拟产品开发环境中最主要的核心产品，为用户提供功能全面、多学科集成的虚拟产品解决方案，成为在各个

领域用户群最多、应用最为广泛的有限元分析软件。

2Abaqus显式非线性分析基础理论

2.1结构非线性

非线性结构问题是指结构的刚度随其变形而改变的问题，所有的物理结构都是非线性的。结构非线性主要

来自如下三方面：

1）材料非线性

金属材料在低应变时都具有稳定的应力-应变关系，但在高应变时材料发生屈服，形成不可恢复的非线性材

料响应。因此，为了更真实地反映开闭件的强度性能，必须考虑该区域材料的非线性。

2）边界非线性

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收稿日期：

作者简介：胡海欧，CAE分析工程师，从事汽车CAE分析、

产品优化设计工作。E-mail:huhaiou@

胡海欧：基于Abaqus的乘用车开闭件冲击强度分析

如果边界条件在分析过程中发生变化，就会产生边界非线性问题。同时，钣金件之间是紧密接触的，由于

载荷的施加，钣金件将产生相对运动，从而产生接触面之间的法向与切向作用。显式分析中的接触是基于表面

或接触单元。因此，在开闭件冲击强度分析有限元模型各个部件上创建可能发生接触的表面，建立相应的接触

对。

3）几何非线性

在结构变形中，存在大挠度、大反转和载荷刚性化的作用，这种位移的大小影响到结