基于HyperWorks的汽车动力总成悬置支架仿真分析
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10.16638/ki.1671-7988.2017.16.053Hypermesh在动力总成悬置系统NVH改进中的应用张兴,王方,彭宜爱(安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230601)摘要:文章以一款MPV车型整车NVH中特定工况下噪声优化改进为例,介绍运用Altair公司的Hypermesh软件对悬置支架进行建模分析,确定悬置支架结构设计缺陷,并根据分析结果进行结构优化再分析。
通过改进实物验证表明该软件有利于快速改进悬置支架零部件结构在NVH性能中的设计缺陷,并为后续此类零部件结构设计提供思路。
关键词:悬置;支架;NVH;Hypermesh中图分类号:U467 文献标识码:A 文章编号:1671-7988 (2017)16-152-03Application of Hypermesh in NVH improvement of powertrain mount systemZhang Xing, Wang Fang, Peng Yiai(Anhui Jianghuai Automotive group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601)Abstract: In this paper, an example of the noise optimization improvement in the NVH of a MPV vehicle is introduced, using the Hypermesh software of Altair Company to analyze the suspension bracket, to determine the structural design defect of the suspension bracket, and to analyze the structural optimization according to the analysis result. The improved physical verification shows that the software is propitious to improve the design defects of the structure of the suspension bracket parts in the NVH performance, and to provide some ideas for the structural design of these parts.Keywords: Mount; Bracket; NVH; HypermeshCLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)16-152-03概述随着汽车工业的快速发展和人们生活水平的提高,消费者对于汽车舒适性的要求越来越高,整车NVH性能越来越被消费者重视。
动力总成悬置支架强度仿真分析规范1.概述1.1汽车悬置支架汽车悬置支架时汽车动力系统的重要组成部分,起着支撑发动机,阻隔发动机向车架传递振动的作用,是动力总成悬置系统的安全件和功能件。
悬置支架连接发动机与车架,在汽车的各种行驶工况下,传递作用在动力总成上的一切力和力矩。
悬置支架强度不足,在部分工况下会造成悬置支架断裂,严重影响安全。
1.2使用仿真分析的意义传统的发动机悬置支架刚强度计算需要通过应变片的变形测量出传动系作用在发动机悬置支架上的力,再进行计算。
但是由于在运动过程中,悬置支架上承受的力时刻变化而且不容易测得,且悬置支架刚性一般比较大,产生的变形值比较小。
,因此用实验方法计算刚度的方法误差比较大,而且周期长。
而使用有限元仿真方法,可以极大地降低试验费用及时间,同时也能提高设计精度,同时与最后的试验相验证。
1.3HyperMesh简介HyperMesh软件是美国Altair公司的产品,是世界领先的、功能强大的CAE 应用软件包,也是一个创新、开放的企业级CAE平台,它集成了设计与分析所需的各种工具,具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面。
HyperMesh是一款高效的有限元前处理软件,它可以对有限元模型进行方便灵活的清理和优化,使用网格生成工具来快速地创建有限元网格,通过调节单元密度、单元偏置梯度、单元网格划分算法等编辑功能来形成高质量的二维和三维有限元模型,从而再很大程度上提高CAE分析的效率,并保证CAE分析的精度。
1.4强度分析的目的静强度分析研究结构在常温条件下承受载荷的能力,通常简称为强度分析。
静强度除研究承载能力外,还包括结构抵抗变形的能力(刚度)和结构在载荷作用下的响应(应力分布、变形形状、屈曲模态等)特性。
静强度分析包括下面几个方面的工作。
①校核结构的承载能力是否满足强度设计的要求,其准则为:若强度过剩较多,可以减小结构承力件尺寸。
对于带裂纹的结构,由于裂纹尖端存在奇异的应力分布,常规的静强度分析方法已不再适用,已属于疲劳与断裂问题。
汽车主动悬架系统建模及动力特性仿真分析首先,我们需要对汽车主动悬架系统进行机械建模。
主动悬架系统主要由减震器、弹簧、控制器和执行器组成。
减震器负责吸收车辆运动过程中的冲击力,提供较好的悬挂效果;弹簧则起到支撑车身和调整悬挂硬度的作用;控制器负责监测车辆的运动状态,并根据传感器的反馈信号调整悬挂硬度;执行器负责根据控制信号改变减震器的工作状态。
这些组成部分可以用方程和图表表示,以便进行后续仿真分析。
接下来,我们可以进行汽车主动悬架系统的动力特性仿真分析。
在仿真分析中,我们可以改变各个部件的参数,如弹簧硬度、减震器阻尼、控制器的响应时间等,以观察这些参数对悬挂系统的影响。
通过仿真分析,我们可以得到不同参数下悬挂系统的动力特性,如车辆的悬挂位移、车身加速度、车轮载荷等。
同时,我们也可以通过仿真分析来验证主动悬架系统对车辆行驶稳定性和驾驶舒适性的改善效果。
比较不同参数下的悬挂系统对车辆悬挂位移和车身加速度的变化,可以评估不同参数下的系统性能。
此外,还可以通过对比不同参数下车轮载荷的变化来了解悬挂系统对车辆操控性的改善效果。
通过这些仿真分析,我们可以得到最佳的悬挂系统参数,以优化车辆的行驶稳定性和驾驶舒适性。
总之,汽车主动悬架系统的建模和动力特性仿真分析是对该系统性能评估的重要环节。
通过对系统进行机械建模和动力仿真分析,可以得到系统的动力特性,并评估系统的改善效果。
这些分析结果将为系统设计和优化提供指导,以满足驾驶者的驾驶需求和提高汽车悬挂系统的性能。
基于HyperMesh的某乘用车发动机悬置支架轻量化设计张永康;廖武;梁林;李龙晶;苗文杰【摘要】文章利用有限元分析软件HyperMesh建立某乘用车发动机悬置支架的CAE模型,通过模拟整车工况对其进行受力分析,根据应力云图分布情况设计悬置支架的最优化降重方案。
结合三维设计软件CATIA对悬置支架的三维模型进行结构优化,最后对优化结构再行应力分析校核,确保优化结构的合理性,以实现降重目标。
%This paper by using the finite element analysis software HyperMesh to establish the CAE model of a passenger car engine mount bracket, and performed stress analysis of it under the vehicle condition. According to the distribution of the stress nephogram, formulate an optimization scheme to reduce the weight of the bracket, then optimize the structure of the 3D model by CATIA. Finally recheck the reliability of the optimized structure of the new bracket, to verify the rationality of the scheme, and realize lightweight design.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】3页(P110-112)【关键词】悬置支架;应力分析;结构优化;降重【作者】张永康;廖武;梁林;李龙晶;苗文杰【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥 230601;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥 230601;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥 230601;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥 230601;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】U463.82CLC NO.: U463.82 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-110-03发动机悬置支架是乘用车连接发动机和悬置总成的重要零部件,其承受来自动力总成的复杂的力和力矩。
悬架整车性能Hypermesh有限元分析仿真试验指导书吉林大学汽车实验室编写:李静2013年10月一、实验目的(1)掌握应用有限元仿真方法分析悬架零部件的方法。
(2)了解有限元的基本思想,通过转向节强度分析实验,掌握有限元分析基本步骤。
(3)熟悉HyperMesh软件的面板,掌握HyperMesh10.0菜单布局结构,学习使用各类菜单操作。
二、实验用仪器设备及软件HyperMesh10.0能完成Hypermesh建模及计算的笔记本电脑或台式机。
三、操作步骤1.打开hypermesh,在User Profiles 窗口选择Nastran选项图1 选择求解器2.导入模型,如图2所示,三中方式任选其一:a.File >Openb.File >Importc.单击工具栏上的Import按钮单击主菜单栏上方工具栏的按钮,使模型以带表面和边框的形式显示(图3):图2 导入CAD模型图3 改变显示方式3.删除实体单击快捷键F2(删除),出现如图4所示面板,单击左上角的倒三角符号,在出现的面板图4 删除面板中选择solids, 若当前面板没有solids选项,则单击左右换页键如图5所示:图5 选择实体接下来左键单击黄色的solids选框,出现如图6所示面板,选择all或者displayed,这时整个实体模型被选中,单击主面板右上角delete entity按钮,删除实体。
图6 选中全部实体4.几何清理单击快捷键F11(快速几何编辑),出现如图7所示快速编辑面板,使用相关功能对转向节进行快速清理编辑,如添加、删除点,合并边,压缩边等,编辑完成后点击return。
图7快速几何编辑面板清除倒角选择Geom页面菜单,在Geom面板上选择defeature,出现如图8所示面板,选择surf fillets,将min radius改为0.1,max radius改为3,单击find,出现如图9所示面板,图8 defeature面板单击surfs选框,确保其出于选中状态(高亮),然后再单击转向节上需要去除的倒角面,再点击remove如图10所示图9 倒角清除面板消除前消除后图10 消除倒角自动清理在页面菜单栏,单击Geom,进入Geom面板,单击autocleanup,如图11所示图10 选择autocleanup在autocleanup面板(如图12),单击surfs选框,在他不出的面板中选择all,单击Topology cleanup parameters下方切换按钮,切换成use current parameters,单击edit parameters,出现parameters File Editor 面板,将Target element size设置为3(如图13),单击OK返回autocleanup面板图12 autocleanup面板图13 parameters File Editor单击Elements quality criteria下方切换按钮,切换成use current criteria,单击edit criteria(如图12),出现Criteria File Editor面板,将Target element size设置为3,Min Size设置为1, Max Size 设置为6(如图14), 单击OK返回autocleanup面板,单击右上角autocleanup进行自动清理。
基于Altair.HyperWorks的悬置支架静强度分析崔璨长安汽车北京研究院,北京 100081摘要:运用HyperWorks软件,研究了悬置支架模型的简化并模拟了颠簸、转向和制动三种工况下悬置支架的静强度,在此基础上,指导了悬置支架产品的设计开发,取得了较好的结果。
关键词:HyperWorks;悬置支架;静强度0 引言HyperMesh是一款高效的有限元前处理软件,它可以对有限元模型进行方便灵活地清理和优化,使用网格生成工具来快速地创建有限元网格,极大地提高了有限元前处理效率。
HyperMesh的强大功能主要体现在可以通过一系列处理把CAD几何模型转化为具有很高处理效能的有限元模型,为准确高效的有限元分析打下了基础[1]。
随着生活水平的提高,人们对轿车的舒适性与操控性提出了较高的要求。
悬置支架的刚度、强度对整车的振动舒适性、行驶平顺性、安全性及寿命有着很大的影响。
因此,悬置支架的强度和刚度在整个汽车设计中显得十分重要。
本文采用HyperMesh前后处理工具和OptiStruct 求解器对某汽车的悬置支架进行静强度分析仿真研究。
依据设计部门提供的性能要求,分析仿真结果,验证设计方案的正确性,从而为汽车的悬置支架的产品设计提供理论依据[2]。
1 有限元建模如果整个悬置支架采用实体网格划分,生成的有限元模型是非常庞大的,因此,本文研究的悬置支架结构采用抽取中面的办法,用中性面来代替复杂的实体模型,得到的车架模型如图1所示。
- 1 -- 2 -图1 抽取中面后的悬置支架Fig.1 The middle surface of mount bracket然后,利用HyperMesh 提供的几何清理工具,删除对结构分析只产生局部较小影响的倒角、圆角和局部小孔等特征。
去掉这些特征可以有效地创建大的几何面,有利于提高网格划分质量。
悬置支架的网格划分采用的是大小为3mm 的四边形单元,对于局部复杂的区域,采用三角形与四边形单元相结合的方法。
10.16638/ki.1671-7988.2016.12.037基于HyperMesh的某乘用车发动机悬置支架轻量化设计张永康,廖武,梁林,李龙晶,苗文杰(安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230601)摘要:文章利用有限元分析软件HyperMesh建立某乘用车发动机悬置支架的CAE模型,通过模拟整车工况对其进行受力分析,根据应力云图分布情况设计悬置支架的最优化降重方案。
结合三维设计软件CATIA对悬置支架的三维模型进行结构优化,最后对优化结构再行应力分析校核,确保优化结构的合理性,以实现降重目标。
关键词:悬置支架;应力分析;结构优化;降重中图分类号:U463.82 文献标识码:A 文章编号:1671-7988 (2016)12-110-03The Lightweight Design of A Passenger Car Engine Mount Bracket Based on HyperMesh Zhang Yongkang, Liao Wu, Liang Lin, Li Longjing, Miao Wenjie( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )Abstract: This paper by using the finite element analysis software HyperMesh to establish the CAE model of a passenger car engine mount bracket, and performed stress analysis of it under the vehicle condition. According to the distribution of the stress nephogram, formulate an optimization scheme to reduce the weight of the bracket, then optimize the structure of the 3D model by CATIA. Finally recheck the reliability of the optimized structure of the new bracket, to verify the rationality of the scheme, and realize lightweight design.Keywords: mount bracket; stress analysis; structure optimization; weight reductionCLC NO.: U463.82 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-110-03引言发动机悬置支架是乘用车连接发动机和悬置总成的重要零部件,其承受来自动力总成的复杂的力和力矩。
Altair 中国区 2008 HyperWorks 技术大会论文集HyperWorks 在悬架系统强度分析中的应用伍建华 彭鸿浙江吉利汽车研究有限公司-1-Altair 中国区 2008 HyperWorks 技术大会论文集HyperWorks 在悬架系统强度分析中的应用 HyperWorks Application in Suspension Strength伍建华 彭鸿 (浙江吉利汽车研究院有限公司综合技术部工程分析科)摘 要:本文针对轿车前悬架强度进行研究,提出了一种基于系统分析思想,综合考虑结构负载与设计构件所受应力之间的联系进行机械结构强度设计。
解决了在设计阶段, 通常难以 确定结构详细应力的问题,因而有效提高了强度设计的准确性与可靠性。
关键词:HyperWorks 轿车 前悬架系统 强度 Abstract: A system analysis method has been bringing forwarded in this paper, duringin studying strength of the front suspension of the car. During mechanics structure strength design, the structure loads and the component forces have been considered in this method. And this method also solves the problem which usually very difficult in confirming the detail stress in design stage, so it improved the accuracy and the reliability of the design.Key words: HyperWorks; Car; Front Suspension; Strength1 前言悬架的作用是把路面作用于车轮上的垂直反力、 纵向反力和侧向反力以及这些反力所造 成的力矩传递到车架(或承载式车身)上,保证汽车的正常行驶。