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          虛擬試驗場仿真技術在某SUV車型全景天窗設計中的應用

          來源:互聯網????作者:王立洋??石柳??王瑞鋒??宋峰

          0 引言

          我公司某SUV車型配備全景天窗,針對當前設計方案,參照國標GB9656-2003及我司天窗玻璃設計企標要求,已完成天窗模態分析、天窗玻璃邊緣應力分析和天窗扭轉工況等分析校核。但由于該車型越野性能要求高,需要確保結構滿足各類惡劣行駛路況要求,故在前期產品校核基礎上,開展基于實際惡劣路況的虛擬試驗場仿真分析。

          本項目利用MotionView多體動力學仿真軟件,建立整車虛擬試驗場仿真模型并進行仿真分析。以天窗變形量作為評價指標,判斷其在惡劣路面行車時天窗玻璃是否有破裂風險。

          1 惡劣路面識別

          本次分析需使用剛柔耦合方法,計算量高。為提高工作效率,先利用整車多剛體模型,考察各路況的車身最大扭矩,選擇扭矩最大的路面進行更為精確的整車剛柔耦合分析。

          1.1 虛擬路面建模

          選取我公司試驗場搓板路、魚鱗坑路、圓餅路、坑洼路、比利時路和扭曲路作為驗證車身受扭矩最大的路面,各路面虛擬幾何模型如圖1所示。

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          1.2 整車多剛體模型搭建

          所建整車模型包括前、后懸架系統,轉向系統、車身、動力總成和輪胎。建模時需要保證各連接硬點、部件質量和轉動慣量、彈性元件剛度、減震器阻尼等各類參數與實測值或設計值一致,輪胎模型基于試驗測量擬合得出。整車建模完成后,與路面幾何模型裝配,完成虛擬試驗場仿真建模,模型如圖2所示。

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          圖2 整車多剛體虛擬試驗場仿真模型

          根據我司相應試驗場路試企標要求,分別進行各路面進行虛擬試驗場仿真分析,求解得到的各路況車身最大側傾力矩如圖3所示。

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          通過仿真得到的各路面作用下車身所受側傾力矩顯示,扭曲路時車身的側傾力矩最大,且遠大于其它路面,故僅選擇扭曲路作為考察車身變形量的分析路面即可。

          2 整車剛柔耦合虛擬試驗場仿真分析

          2.1 整車剛柔耦合模型搭建

          利用MotionView軟件FlexTools工具,將車身有限元模型轉換成.h3d格式的柔性體,替換之前剛性車身。剛柔耦合整車模型如圖4所示。

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          圖4 整車剛柔耦合仿真模型

          2.2 工況加載

          根據我司試驗場扭曲路試驗企標要求設置仿真車速,完成扭曲路仿真分析。

          2.3 天窗玻璃變形量校核

          天窗變形量計算方法為:分別選取四個角點,計算與其它三角點所確定平面的距離,選取四次計算的最大值,作為當前時刻的天窗變形量。天窗玻璃變形量隨時間變化曲線如圖5所示。

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          圖5 天窗玻璃變形量隨時間變化曲線

          3 結論

          通過上述分析結果顯示天窗最大變形量為1.80mm,其滿足我司整車行駛時天窗玻璃變形量設計要求。證明全景天窗的設計能夠保證結構強度性能,可以米用。

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