长城汽车股份有限公司身手中央、河北省汽车工程身手探索中央 白雪娟 宋 东 王 俊 邓 刚

　　本文基于本质开裂题目发展有限元仿真剖析作事，寻找了机舱罩焊点开裂的来由并扶助题目整改，为机舱罩的打算与出产供应了思绪与手法，进一步显示了CAE仿真剖析作事对处置本质工程题目的有用性和明显的实验引导事理。

　　汽车机舱罩正在整车的安置中位于车身的前段，其闭键效用搜罗对机舱内各零部件实行防护、阻隔煽动机噪声和行人掩护等，同时为车辆的维修与珍爱供应容易。机舱罩平凡由一个外板及一个附加有巩固筋机闭的内板构成，正在实行机舱罩机闭的打算时，寻常需求屈从以下几点哀求：为了使机舱罩的团体刚度提拔，寻常都需求正在内板上压制凸筋，防守其因为自己刚度缺乏而容易爆发变形，进而影响整车品格;从行人掩护方面切磋，机舱罩前部强度不行太强;机舱罩的制型与两侧翼子板平齐，以到达巩固车辆制型团体感的主意，提升顾客对其的承认及中意度。

　　由上述打算哀求可知，机舱罩打算的告成与否对整车的打算与斥地起着至闭首要的效用。近年来，跟着估计机身手与CAE仿真行业的接续起色发展，巨额有限元仿真软件纷纷除旧布新，Nastran、Abaqus、Hyperworks和nCode等有限元剖析软件正在航空航天、汽车、死板和风电等行业赢得了长足的起色，被普及使用于零部件机闭的前期打算经过中。有限元手法正在汽车范围的使用也依然露出出了卓越的上风：它不需求先制作样车，可能正在观点打算阶段杀青打算与剖析并行，是一种高效、低耗的剖析手法。巨额实验已阐明，使用有限元法的静动态剖析对整车机闭的承载特色和振动特色实行评议是极为有用的，也可能使工程师正在打算前期对车身的应力漫衍及应变漫衍形态有统统的理会，引导各零部件总成的机闭打算经过。

　　本文基于有限元法对某车型机舱罩开闭耐久试验开裂题目实行仿真剖析与研讨，提出了优化篡改计划，为题目的整改及该车型机舱罩的打算与斥地供应了有价格的参考。

　　正在机舱罩总成开闭耐久试验经过中，机舱罩总成内板正在开闭耐久试验后爆发旁边对称的共4处(每侧2处)焊点开裂景象，开裂的整个款式为沿着点焊地点周圈钣金被扯破，如图1所示。

　　机舱罩总成是一个较为纷乱的机闭体系，总体来说，其旁边两侧的机闭特点是基础对称的，该题目所体现出的两侧相像地点、相像数目的焊点映现开裂也很好地显示了这一点。但因为开裂焊点的地点均漫衍于搭钮巩固板相近，处于机舱罩总成与车身连绵的出格地点，故正在来由剖析时，除了要切磋焊接质地等底子性身分，还应进一步从机闭款式上来实行考试。经开头剖析，酿成该开裂题目映现的可以来由有3个：机舱罩缓冲块与内板之间间隙过大，起不到支柱与缓冲效用，从而酿成焊点开裂;点焊时过烧，焊接质地差;开裂地点处于载荷的转达途径上，自己机闭存正在缺乏。

　　经疏通排查与实车检修，缓冲块与内板间隙适宜，不存正在缓冲失效景象，且未浮现焊接质地差的题目。最终，该题目归结为自己机闭强度缺乏而诱发焊点失效景象。同时，因为开裂的款式为沿着焊点周圈扯破，咱们经归纳切磋，从焊点委靡失效的角度实行剖析和探索。

　　以Hypermesh软件为用具，搭修该机舱罩总成的有限元模子，钣金件采用壳单位模仿并付与其对应的厚度值;机舱罩外里饰质地均布正在各个装置部位的节点上。搭修完工的机舱罩总成有限元模子如图2所示。

　　使用能量守恒定律估计开闭耐久试验中机舱罩与缓冲块撞击霎时的角速率，并以此角速率为仿真剖析的载荷输入。撞击霎时角速率的估计手法如公式(1)和(2)所示。

　　个中，h为开闭耐久试验机缘舱罩最前端方在开启和闭上两个地点时的高度差;L为机舱罩最前端到搭钮盘旋轴轴线)鸿沟要求

　　桎梏搭钮与车身安点缀6个目标的自正在度，桎梏全体缓冲块底面节点3个目标的平动自正在度。

　　使用Abaqus软件中的动态显式求解模块实行估计，设备时长。及时查看模子团体的动能弧线所示。实行估计，并以此ODB结果文献动作焊点委靡剖析时的有限元结果输入。

　　焊点委靡仿线所示：两处开裂地点(统一侧)焊点寿命较其他地点的焊点寿命偏低，仿真结果与开裂题目较为吻合，证实该地点机闭确实存正在焊点扯破的危险，需求实行机闭优化。

　　归纳开裂题目复现剖析的结果，以为该开裂地点处于机舱罩闭上撞击霎时抨击载荷经由搭钮向车身转达的途径上，而搭钮巩固板与内板之间仅由数个焊点实行连绵，传力截面过窄，从而导致焊点周圈扯破。以此为起点，切磋从两个方面实行优化：减少搭钮巩固板料厚，从而起到巩固效用;搭钮巩固板与内板间涂抹点焊机闭胶，以增大传力面积，低落焊点扯破危险。

　　文中外汇总了“原开裂计划、减少料厚和涂抹点焊机闭胶”3种计划开裂地点焊点的仿线种计划的估计结果可知：与原开裂计划比拟较而言，减少搭钮巩固板料厚对该区域强度有提拔效用，焊点寿命略有提升;而涂抹点焊机闭胶计划则可能有用地扩展载荷的转达面积，低落零部件钣金对焊点的撕扯效用，焊点委靡寿命有大幅的改良。别的，归纳本钱和工艺方面的身分，减少料厚将导致车重减少，本钱也相应提升;而涂胶工艺操作浅易且本钱低廉，故正在搭钮巩固板区域涂抹点焊机闭胶计划为更优计划。

　　经试验验证，依照涂抹点焊机闭胶计划从头制件，机舱罩总成开闭耐久试验后无开裂复发，题目得以整改。

　　通过焊点委靡耐久仿真剖析，机舱罩开裂地点焊点委靡寿命较其他地点焊点寿命偏低，存正在开裂危险，题目得以较好地仿线种计划的仿真剖析结果，搭钮巩固板区域涂抹点焊机闭胶为更优计划，且后期开闭耐久试验验证无开裂复发，题目亨通整改。本文基于本质开裂题目发展有限元仿真剖析作事，寻找了机舱罩焊点开裂的来由并扶助题目整改，为机舱罩的打算与出产供应了思绪与手法，进一步显示了CAE仿真剖析作事对处置本质工程题目的有用性和明显的实验引导事理。