整车各总成建模要求及刚体片的建立

一、前言

看过的同学都知道，我们在2019年03月13日直播了整车碰撞仿真建模系列课第二期《第2课：整车碰撞模型建模1-总成建模要求及网格划分规范讲解》。如果还没有看过第二期课的同学，如果你对整车碰撞仿真分析比较感兴趣，那借助本文我就给大家简单总结一下我们整车碰撞仿真分析第二节课所讲的主要内容。

在这节课里面，首先我们给大家介绍了整车碰撞仿真分析中各总成建模要求；其次我们重点讲解了壳单元网格划分的规范；然后我们给大家也讲解了刚体片建立的目的和方法；最后我们给软件演示了关键部位的网格划分和刚体片的定义方法。

下面我们就来重点回顾一下，我们第二节课中给大家所讲的整车各总成建模要求部分内容。

二、整车各总成建模要求及刚体片的建立

整车CAE模型主要包括：白车身，开闭件（前后车门、尾门和前发动机盖板），动力总成、前后悬架、转向系统、仪表板横梁、踏板机构、冷却系统、轮胎、燃油箱、座椅、玻璃以及部分内外饰等组成。见图2-1所示

图 2‑1  整车CAE模型

① 编号规则

由于整车涉及到的模型较多，为了模型便于管理，那么就需要对整车模型进行合理的编号。合理的编号可以让我们在模型调试过程避免出现许多不必要的错误，也可以帮助我们快速定位问题所在的总成部件上。

目前，国内主机厂基本上都有相应的编号规则，这些规则可能都不太一样，但殊途同归基本原则都是大同小异。表2-1整车碰撞编号规则可供参考。

表 2‑1  整车碰撞编号规则

② 整车各总成建模要求

我们在建模过程中通常会遇到这些问题，哪些部件需要进行网格划分？哪些部件不需要进行网格划分？哪些部件需要进行实体网格建模？哪些部件需要进行壳单元建模？哪些模型需要进行精细建模？哪些模型需要简化建模？

我们通过一个案例给大家展示了整车各总成在建模过程中，怎么去简化。因为每个车型的结构都不一样，但建模原则是通用的，以下图都是第二节课讲课内容节选，可供大家借鉴参考。

图 2‑2  摆臂横向稳定杆几何和网格模型

图 2‑3  减震器和螺旋弹簧几何和网格模型

图 2‑4  动力总成几何和网格模型对比

图 2‑5  制动系统几何和网格模型对比

图 2‑6  轮胎几何和网格模型对比

图 2‑7  转向器带横拉杆几何和网格模型

图 2‑8  转向管柱几何和网格模型

以上都是第二节课所讲内容的部分节选，如果大家有兴趣想进行深入地了解，可以去我们的仿真秀APP上收看第二节课整个课程。

三、VIP群学员提问及老师答复部分节选

其实，在听课过程中，大家可能需要时间来消化我们讲课的内容，课讲完以后，有的时候可能会觉得没有什么问题，因为我们的这时候的思路都是跟着讲课内容来走的。而真正碰的问题的时候大多都是在自己动手去做去尝试的时候，这个时候如果没有人帮助，自己去摸索可能需要的时间会很长，有的时候可能要一周或者一个月都解决不了一个问题。这时如果有一个有经验的人指点一下，就会有那种豁然开朗的感觉。

我们给大家提供一个这样的平台，大家在群里可以一起交流，一起学习，一起进步。纵然我们的碰撞课程结束，但我们的服务仍然不止！下面是我们的学员和老师在群里聊天沟通的部分节选。同时也非常感谢学员们对我们课程和服务的认可、支持和好评！

从这也可以看出，我们的服务不仅仅在20节课上，更多的是在后期自己学习碰撞仿真分析遇到问题时能给你提供更好地答疑和支持！

四、下节课部分内容剧透

以上都是对上一节课的内容总结和部分学员在课后的答疑，那么接下来我们下一节课主要讲哪些内容呢？

下一节课我们的讲课主题是：白车身及焊点焊缝胶粘模型处理方法。下面我们就围绕这个讲课主题来给大家做个简单的剧透。

可以说白车身是在整车碰撞模型中最重要的一个总成。其碰撞性能的好坏会直接影响到整车的碰撞性能。那么白车身的建模方法以及焊点焊缝胶粘等模型的处理方法就至关重要了。

白车身碰撞建模工作主要有以下几部分组成：

1、网格处理——工作量最大的一部分

① 网格划分② 网格质量检查③ 干涉和穿透检查

2、材料属性定义

① 材料定义② 属性定义

3、连接关系定义

① 焊点连接② 焊缝连接③ 胶粘连接④ 螺栓连接：白车身总成内部的连接方式；

4、刚体片定义

①  刚体片定义：白车身和其他总成之间的连接；

5、接触定义

① 白车身单面自接触② 白车身与焊点的焊点接触

以上就是我们下节课所要讲的基本内容，当然我们在第一、二节课中已经对网格划分、网格质量检查标准、干涉和穿透检查以及刚体片的定义都有所讲解。我们在这节课中会着重讲解焊点、焊缝和胶粘的处理方式。同时也会给大家进行软件操作演示焊点的处理、焊缝的快速建模方法和胶粘的处理方法。

同时我们也针对学员在讲课前提出的相关碰撞问题在讲课中给大家做一些讲解，比如有学员就关心焊点类型的处理方式不同对结果的影响。在下节课中我们会针对这个问题进行相关剖析。焊点三种常见类型：刚性梁模型、可变性梁模型和实体模型，那么这三种模型我们会对其建模难易、计算时间、压溃变形以及加速度拟合精度上进行对比分析。

图 4‑1  焊点类型1-刚性梁模型  

图 4‑2  焊点类型2-可变性梁模型

图 4‑3  焊点类型3-实体模型

同时在接下来的课程中，我们也会对课程中所涉及到的关键字进行详细的讲解，给大家能够从更深层的理解碰撞仿真分析的含义

图 4‑4  MAT24号材料参数的定义

图 4‑5  壳单元属性的定义