SJ-JG-55-2011载货汽车车架有限元建模规范.doc

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编号

SJ-JG-55-2011

代替

规范等级

三级规范

XXX股份有限公司内部技术规范

载货汽车车架有限元建模规范

RegulationofFEModelingforTruckFrame

2011-08-28制定

XXX股份有限公司发布

前言

本规范为指导载货汽车车架有限元建模建立的，达到规范载货汽车车架有限元建模方法的目的。

本规范由汽车工程研究总院标准所管理。

本规范由汽车工程研究总院北京研究院整车性能所负责起草。

载货汽车车架有限元建模规范

范围

本规范规定了XXX股份有限公司载货汽车结构分析中的车架有限元建模。

本规范适用于XXX股份有限公司开发的载货汽车车架NVH分析和耐久分析模型的建立。

规范性引用文件

下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的必威体育精装版版本。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本适用于本规范。

SJ-JG-12-2011《车身建模规范》

SJ-BD-08-2006《整车模型编号规则规范》

SJ-JG-49-2011《CAE模型部件命名与管理规范》

术语

车架：本规范中特指冲压铆接式载货汽车车架，一般为梯形结构，两条纵梁中间连接多条横梁，纵梁与横梁用螺栓或者铆钉连接。纵梁内侧可能衬有加强板以提高刚强度。

模型层组管理

车架有限元模型的层组管理按照《CAE模型部件命名与管理规范》和《整车模型编号规则规范》执行。

铆钉层组的管理

铆钉层组的命名：RIVET-DXX_XXXXX

铆钉及铆钉直径

铆钉及铆钉直径

铆钉连接的两端总成及其简单说明

RIVET-DXX_XXXXX

建模

建模基本要求

纵梁、横梁、横梁连接板、纵梁衬板等薄壁件为板材冲压或折弯成型，采用2D单元（四边形壳单元和三角形壳单元）。

车架上附加的铸件采用3D单元（六面体和四面体实体单元）离散。

其它基本要求按照《车身建模规范》执行。

单元尺寸要求

单元尺寸应根据模型所用于分析的类型和用途，以及当时的软硬件条件，在项目开始时确定。一般情况下，对于轻型载货车车架和重型载货车车架可分别按表1和表2控制单元尺寸。

表1轻型载货车车架单元尺寸控制参数

2D单元

3D单元

三角形

四边形

四面体

六面体

12mm

12mm

10mm

12mm

表2重卡车架单元尺寸控制参数

2D单元

3D单元

三角形

四边形

四面体

六面体

8mm

8mm

6mm

8mm

单元质量控制

2D单元

2D单元主要为四边形和三角形壳单元，质量控制要求按照《车身建模规范》

3D单元

3D单元主要是六面体和四面体单元，主要用于装在车架上的各种铸件。四面体单元采用二阶单元。3D单元质量控制要求按照表3。

表3实体单元质量控制参数

Warpage

Aspect

skew

length

jacobian

=20

=10

=80

=1.0

=0.2

Hex（六面体）

Tet（四面体）

Minangle

=30

Minangle

=30

Maxangle

=140

Maxangle

=140

圆角的处理

纵梁、横梁、横梁连接板均存在冲压或折弯形成的圆角。用弦长来确定对圆角的处理，参照《车身建模规范》执行。

几何孔的处理

对几何孔建模时，应先根据孔的尺寸分类，然后按表4处理

表4几何孔的建模方案

几何孔直径

孔边节点布置

Washer

备注

D5mm

无

不需要

建模时直接忽略

5mm=D=7mm

等间距布置4个节点

不需要

多为管线夹用孔

7mm=D=21mm

等间距布置6个或8个偶数个节点。

1层washer,直径为孔径两倍。

一般为螺栓孔或铆钉孔

D21mm

等间距布置大于等于8个的偶数个节点。

不需要

工艺孔、过线过管孔等。

螺栓连接和铆钉连接的建模

螺栓头（铆钉头）建模

每个螺栓头或铆钉头用一个Spider模拟，spider连接孔中心点和孔边第一、二层节点。spider采用多条圆截面弹性梁单元组成，梁单元直径取螺栓或者铆钉公称直径的两倍，梁单元材料特性与螺栓或铆钉实际材料特性相同，但密度设置为0。

螺栓杆（铆钉杆）建模

螺栓杆和铆钉杆采用一个圆截面弹性梁单元模拟，该梁单元连接上下两个Spider的中心点，直径取螺栓或铆钉公称直径的两倍（采用两倍直径目的是增加连接刚度，使其更接近实际情况），材料特性设置为螺栓或铆钉的实际材料特性。

图1螺栓和铆钉的建模方案