基于ABAQUS的某SUV引擎蓋力學(xué)性能仿真與試驗(yàn)研究

謝紹龍

摘 要：引擎蓋是SUV車型車身結(jié)構(gòu)重要組成部件，對(duì)整車綜合結(jié)構(gòu)性能有重要影響，文章針對(duì)某SUV引擎蓋系統(tǒng)部件進(jìn)行了模態(tài)和剛度CAE分析和研究，然后進(jìn)行了臺(tái)架強(qiáng)度工況測(cè)試，CAE分析和臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果表明，此SUV引擎蓋的力學(xué)性能滿足目標(biāo)要求。

關(guān)鍵詞：引擎蓋;強(qiáng)度;力學(xué)性能

中圖分類號(hào)：U467 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）19-179-03

Simulation and experimental study on mechanical performance of an

SUV hood based on ABAQUS

Xie Shaolong

（ Product Development & Technical Center， JiangLing Motors Co， Ltd， Jiangxi Nanchang 330001 ）

Abstract： The engine hood is an important part of the body structure of SUV， which has an important impact on the performance of the whole vehicle. In this paper， the mode and stiffness of the hood system of an SUV are analyzed and studied by CAE， and then the bench strength test is carried out. The results of CAE analysis and bench test show that the mechanical properties of the hood of SUV meet the target requirements.

Keywords： Hood; Strength; Mechanical performance

CLC NO.： U467 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）19-179-03

引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人民的生活水平日益提高，乘用車尤其SUV銷量也得到快速發(fā)展，與此同時(shí)，人們對(duì)于SUV的舒適性要求也越來越高。汽車引擎蓋作為車身結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其外部造型、內(nèi)在零部件模態(tài)NVH性能和剛強(qiáng)度及匹配度等需滿足整車性能要求[1-3]，故研究引擎蓋力學(xué)性能具有重要的價(jià)值和意義。

本文研究源于某新平臺(tái)SUV需開新造型引擎蓋，需確保其結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)要求，通過有限元方法，基于Hyperworks及ABAQUS軟件，對(duì)某城市型SUV引擎蓋進(jìn)行了模態(tài)和剛度CAE分析，同時(shí)結(jié)合臺(tái)架試驗(yàn)，進(jìn)行了引擎蓋臺(tái)架強(qiáng)度試驗(yàn)，CAE分析結(jié)果和臺(tái)架測(cè)試結(jié)果表明此車型引擎蓋力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。

1 引擎蓋CAE模態(tài)分析

1.1 引擎蓋FEA模型

本文采用有限元軟件Hyperworks對(duì)某乘用車SUV引擎蓋系統(tǒng)進(jìn)行了建模，網(wǎng)格大小為5mm，材料為DC系列鋼材，模型質(zhì)量為20kg，有限元模型如圖1。

1.2 引擎蓋CAE約束模態(tài)分析

本文分析了引擎蓋約束模態(tài)性能，邊界條件如圖2，約束鉸鏈點(diǎn)和鎖扣位置及左右橡膠墊自由度，提取前4階模態(tài)。

本文按照上述工況條件，得到如圖3所示的引擎蓋約束模態(tài)分析結(jié)果，其中1階模態(tài)為29.9Hz，第2階模態(tài)頻率為37.4Hz，第3階模態(tài)頻率為40.6Hz，第4階模態(tài)頻率為57.7Hz，避開了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速頻率26.7Hz，滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2 引擎蓋CAE剛度分析

本文對(duì)引擎蓋進(jìn)行了CAE扭轉(zhuǎn)剛度分析，約束鉸鏈全部自由度及左側(cè)點(diǎn)Z向自由度，分別在左右側(cè)在引擎蓋角點(diǎn)往里面偏1英寸的地方施加-Z向180N的力，邊界條件如圖4。

本文按照上述加載條件，得到引擎蓋自重狀態(tài)下位移結(jié)果如圖5所示，左側(cè)位移為4.25mm，右側(cè)位移為4.23mm，二者接近，自重狀態(tài)下，引擎蓋受力均勻。

本文按照上述加載工況，得到圖6剛度分析結(jié)果，Z向180N下，左側(cè)位移為20.77mm，右側(cè)為20.71mm。表1顯示引擎蓋加權(quán)位移都小于目標(biāo)值80mm，剛度都滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。

3 引擎蓋臺(tái)架強(qiáng)度耐久試驗(yàn)分析

本文對(duì)某SUV引擎蓋進(jìn)行了強(qiáng)度試驗(yàn)，引擎蓋從完全鎖上位置打開到最大位置，再以34J的能量關(guān)閉至鎖止?fàn)顟B(tài)，進(jìn)行2600次循環(huán)，試驗(yàn)裝置如圖7所示。

本文按照上述試驗(yàn)條件，得到圖8所示的試驗(yàn)結(jié)果，顯示引擎蓋連接耐久強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，與CAE分析結(jié)果呈現(xiàn)一致對(duì)標(biāo)通過。

4 結(jié)論

本文基于ABAQUS有限元仿真分析軟件，對(duì)某乘用車SUV引擎蓋進(jìn)行了CAE約束模態(tài)、和扭轉(zhuǎn)剛度分析，同時(shí)

結(jié)合臺(tái)架試驗(yàn)，進(jìn)行了引擎蓋臺(tái)架強(qiáng)度試驗(yàn)，CAE分析和臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果表明，此車型引擎蓋力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 周星棟.基于仿真的汽車引擎蓋強(qiáng)度耐久系統(tǒng)分析[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)2019（7）：21-24.

[2] 王剛.汽車引擎蓋的有限元分析[J].甘肅科技2012（11）：18-21.

[3] 黃民中.汽車覆蓋件沖壓成形非線性有限元仿真分析[D].湖南：湖南大學(xué)，2010.