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      基于LS—dyna的汽車引擎蓋關(guān)閉過程的沖擊分析

      2015-11-20 23:29:02蘭天亮張曉文張璽斌
      智能制造 2015年7期
      關(guān)鍵詞:前格引擎蓋間隙

      蘭天亮++張曉文++張璽斌

      一、引言

      本文以LSdvna軟件為分析工具,對某款新車引擎蓋在相關(guān)工況下的關(guān)閉過程進行沖擊分析。通過分析引擎蓋在關(guān)閉過程中與前組合燈、前格柵之間有無干涉,來判斷引擎蓋與前組合燈、前格柵之間的設計方案是否合理,并據(jù)此確定相關(guān)的設計方案。從而縮短了新車的開發(fā)、驗證周期。

      二、引擎蓋關(guān)閉過程的沖擊分析

      1.引擎蓋關(guān)閉過程分析的模型建立

      本文利用HyperWorks軟件對引擎蓋總成、引擎蓋鉸鏈、散熱器支撐總成、引擎蓋鎖和引擎蓋緩沖塊等零部件采用殼單元進行網(wǎng)格劃分,可得187,000個單元。引擎蓋關(guān)閉過程分析的有限元分析模型如圖l所示。

      2.引擎蓋關(guān)閉過程的沖擊分析

      本文首先在兩種工況下對引擎蓋關(guān)閉過程進行沖擊分析,其一是引擎蓋從距離引擎蓋鎖300mm處自由下落;其二是引擎蓋從距離引擎蓋鎖798mm處(引擎蓋全開狀態(tài))自由下落。引擎蓋關(guān)閉過程沖擊分析工況示意圖如圖2所示。其中,分析工況1是為了驗證引擎蓋在評價標準高度關(guān)閉時的運動情況,分析工況2是為了驗證引擎蓋在極限位置關(guān)閉時的運動情況。

      定義完成零部件的材料屬性、約束之后,將引擎蓋的重力以重力加速度的形式施加到引擎蓋上,然后采用LSdyna R6進行引擎蓋關(guān)閉過程的沖擊分析。兩種工況下的分析結(jié)果如圖3所示。

      通過以上分析可知,在工況l的仿真過程中,引擎蓋前邊緣與前格柵及大燈之間未產(chǎn)生沖擊接觸(最小間隙在引擎蓋前邊緣中部與前格柵之間,大小為2mm);在工況2的仿真過程中,引擎蓋前邊緣中部與前格柵之間有接觸產(chǎn)生,二者之間的干涉距離并不大(約0.2mm左右),而工況2中,引擎蓋前邊緣左右側(cè)并未與前組合燈之間產(chǎn)生沖擊接觸,但最小間隙較?。s為1mm左右)。綜合分析結(jié)果可知,在綜合考慮引擎蓋、前組合燈、引擎蓋鎖等零部件的制造誤差和裝調(diào)誤差,以及散熱器支撐支撐的焊接誤差,引擎蓋關(guān)閉過程中的最小理論間隙1mm較小,為避免引擎蓋在關(guān)閉過程中與前組合燈產(chǎn)生干涉,致使前組合燈損壞,引擎蓋在關(guān)閉過程中與前組合燈之間的最小間隙應保證在4mm以上。

      三、引擎蓋與前組合燈運動間隙的改善方案分析及確定

      1.引擎蓋與前組合燈之間運動間隙改善方案的運動分析

      影響引擎蓋前邊緣過關(guān)量(過關(guān)量是指引擎蓋在關(guān)閉過程中超過其設計位置的最大距離)的主要因素有很多,基于該車型的實際情況可做簡單調(diào)整的因素主要有:上移引擎蓋鎖U型槽和調(diào)整引擎蓋橡膠緩沖塊的高度、剛度。如圖4-6所示。

      基于以上兩種調(diào)整因素,制定了改善方案。

      (1)基于引擎蓋鎖鎖體U型槽上移的改進。

      引擎蓋鎖鎖體U型槽上移3mm,其鎖死位置不變,同時,中部緩沖塊增長3mm。該方案的運動分析示意圖如圖7所示。

      (2)基于引擎蓋鎖鎖體U型槽上移和緩沖塊剛度的共同改進。

      引擎蓋鎖鎖體U型槽上移3mm,同時,中部及左右緩沖塊剛度由IOON/mm變?yōu)?00N/mm或300N/mm。該方案的運動分析示意圖如圖8所示。

      (3)在方案2的基礎上增長左右緩沖塊的高度。

      在方案2的基礎上分別對剛度為K=1OON/mm和K=200N/mm方案的左右緩沖塊增長5mm。該方案的運動分析示意圖如圖9所示。

      2.改善方案運動分析的結(jié)果分析

      結(jié)合上述工況1、工況2的分析結(jié)果,在此僅分析工況2時的運動情況。根據(jù)對以上各改善方案的運動分析,現(xiàn)將結(jié)果匯總?cè)缦隆?/p>

      (1)引擎蓋與前組合燈配合區(qū)域的運動間隙情況,分析區(qū)域示意如圖10所示。

      在分析區(qū)域選取5個關(guān)鍵點(如圖8所示)進行運動間隙分析,各點在相關(guān)改善方案下的運動間隙情況如表l所示。

      (2)引擎蓋與前格柵配合區(qū)域的運動間隙情況,分析區(qū)域示意如圖11所示。

      在分析區(qū)域選取5個關(guān)鍵點(如圖11所示)進行運動間隙分析,各點在相關(guān)改善方案下的運動間隙情況如表2所示。

      綜合表1和表2的分析結(jié)果可知,只有方案3中的K=200N/mm是可行的,即引擎蓋鎖鎖體的U型槽上移3mm、3個引擎蓋緩沖塊的剛度由IOON/mm變?yōu)?00N/mm,且左右緩沖塊的高度增加5mm、中部緩沖塊高度增加3mm方案是可行的。

      四、結(jié)語

      本文運用LS-dyna軟件對某一款新車的引擎蓋關(guān)閉過程進行了沖擊分析,并依據(jù)分析結(jié)果來判斷設計方案的可行性。針對初期設計方案的不足,提出了有效的改善方案。從而縮短了新車的開發(fā)周期及驗證周期。為新車在進行前端模塊設計時,提供了一種很好的設計驗證方法。

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