车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析压头建模方法技术

本发明专利技术提供一种车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析压头建模方法，所述方法包括：创建压头三维模型，其中，创建的所述压头三维模型包括压头主体及连接在所述压头主体一端部的压头头部；对所述压头三维模型的压头本体及压头头部分别划分有限元网格；赋予所述压头本体的有限元网格刚体属性，赋予所述压头头部的有限元网格柔性体属性，得到压头有限元模型得到压头有限元模型。根据本发明专利技术的车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析压头建模方法，赋予所述压头头部的有限元网格柔性体属性，即定义压头头部为柔性体，这样，压头本身不会引起车身外覆盖件外板的抗凹分析点的附加位移，仿真分析的效率和精度较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析
，特别是涉及一种。
技术介绍
汽车的车身外覆盖件外板(如车门外板、侧围外板、翼子板、发动机罩外板、后备箱外板及车顶外板等)在承受一定载荷的情况下会发生变形，即所谓的“凹陷”，通常把车身外覆盖件外板承受外部载荷作用，抵抗凹陷挠曲及局部凹陷变形、保持原有形状的能力称为车身外覆盖件外板的抗凹性。由于汽车外覆盖件外板能够被消费者所见，如果外板在承受较小的载荷即发生较大的变形，将严重影响消费者对于汽车质量的印象，甚至会造成整个品牌的“质量危机”，造成企业的重大经济损失。因此，必须要保证车身外覆盖件具有足够的抗凹性。采用仿真分析的方法来预研究车身外覆盖件外板的抗凹性，能够大大降低开发成本，同时还可以提高开发效率，且能保证在样车制造之前，就能达到设计目标。可见，车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析具有重要的实用价值。目前，行业内现有的方案压头的建模均是整体定义为刚体。经过本专利技术人研究发现，由于将压头模型定义为刚体，存在压头硬度偏大的问题，压头与车身外覆盖件外板刚性接触导致仿真分析中车身外覆盖件外板的抗凹分析点的位移失真(抗凹分析点的位移一部分由压头本身引起)，进而导致车身外覆盖件外板的抗凹性仿真分析的精度降低。当外板的外表面曲率复杂时，在集中力或均布载荷的加载过程中车身外覆盖件外板存在不断变化的曲率，而刚体属性的压头不产生变形，因而，很难建立压头与车身外覆盖件外板的接触关系，即使经反复调试模型，也可能得不到分析结果，即导致压头与车身外覆盖件外板的外表面接触分析不易收敛，进而增加了模型调试时间，使得仿真分析的效率和精度不高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有的压头建模均是整体定义为刚体，存在压头硬度偏大进而导致车身外覆盖件外板的抗凹性仿真分析的精度降低的缺陷，提供一种。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为，提供一种，所述方法包括:创建压头三维模型，其中，创建的所述压头三维模型包括压头主体及连接在所述压头主体一端部的压头头部；对所述压头三维模型的压头本体及压头头部分别划分有限元网格；赋予所述压头本体的有限元网格刚体属性，赋予所述压头头部的有限元网格柔性体属性，得到压头有限元模型。进一步地，所述“对所述压头三维模型的压头本体及压头头部分别划分有限元网格”具体为:对所述压头三维模型的压头本体划分为壳单元形式的有限元网格，对所述压头三维模型的压头本体划分为实体单元形式的有限元网格。进一步地，所述压头主体呈圆筒状，所述压头头部呈圆弧形，所述压头头部的底部与所述压头主体一端部对接。进一步地，所述压头本体的外径为80mm，所述压头头部的外表面的圆弧半径为132.2mm ;所述压头本体的长度为36mm,所述压头本体的壁厚为2mm,所述压头头部的壁厚为 2mm。根据本专利技术的，在压头建模时，赋予所述压头头部的有限元网格柔性体属性，这样，在分析过程中，压头头部能够产生形变以适应车身外覆盖件外板不断变化的曲率，这样，能保证压头头部与车身外覆盖件外板的接触更加充分，使接触分析更容易收敛。同时，由于压头头部为柔性体，这样，压头本身不会引起车身外覆盖件外板的抗凹分析点的附加位移，仿真分析的效率和精度较高。另外，本专利技术还提供了一种车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析方法，所述方法包括:按照上述的方法建立压头有限元模型；将所述压头有限元模型导入到待分析的车身外覆盖件的有限元模型中，并使所述压头垂直于所述车身外覆盖件外板的外表面且所述压头头部正对所述车身外覆盖件外板上预设的抗凹分析点，调整所述压头头部与所述抗凹分析点的距离至一预设距离；根据预定义的所述压头头部的外表面与所述车身外覆盖件外板的外表面的接触属性，在所述压头预设的参考点上加载垂直于所述车身外覆盖件外板的外表面且由O逐渐增大至最大值的预设载荷，然后由最大值至O逐渐减小加载在所述参考点上的预设载荷；或者，根据预定义的所述压头头部的外表面与所述车身外覆盖件外板的外表面的接触属性，在所述压头预设的参考点上加载垂直于所述车身外覆盖件外板的指定强制位移，然后卸载所述指定强制位移使所述压头回退至初始位置；运算得到所述抗凹分析点的抗凹性分析数据。进一步地，所述压头头部的外表面与所述车身外覆盖件外板的外表面的接触属性预定义为:定义所述压头头部的外表面和所述车身外覆盖件外板的外表面为接触面，所述车身外覆盖件外板的外表面为主面，所述压头头部的外表面为从面，所述压头头部的外表面和所述车身外覆盖件外板的外表面的接触方式为小滑移。进一步地，所述参考点为所述压头本体的几何中心。进一步地，所述指定强制位移通过如下方法获得:在所述参考点上加载一大于所述指定强制位移的极限强制位移，设置所述参考点处输出接触反力；运算得到在所述压头移动过程中的所述抗凹分析点的位移数据及所述参考点处的接触反力数据；设定所述抗凹分析点在所述参考点处输出指定接触反力时的位移为所述指定强制位移。进一步地，所述极限强制位移的值为20_。进一步地，所述指定接触反力的值为400N。进一步地，所述“运算得到所述抗凹分析点的抗凹性分析数据”包括:运算得到所述抗凹分析点在所述压头移动过程中的位移数据，以此获得所述抗凹分析点的最大变形及残余变形；运算得到所述参考点处在所述压头移动过程中输出的接触反力数据。进一步地，所述“运算得到所述抗凹分析点的抗凹性分析数据”之后还包括:结合所述抗凹分析点的位移数据及所述参考点处输出的接触反力数据，绘制所述车身外覆盖件外板的抗凹分析加载-卸载曲线，所述抗凹分析加载-卸载曲线由加载曲线及卸载曲线构成，其中，所述加载曲线表示在所述压头朝向所述车身外覆盖件外板移动的过程中，所述抗凹分析点的位移与所述参考点处输出的接触反力的对应关系；所述卸载曲线表示在所述压头回退过程中，所述抗凹分析点的位移与所述参考点处输出的接触反力的对应关系。根据本专利技术的车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析方法，在压头建模时，赋予所述压头头部的有限元网格柔性体属性，这样，在分析过程中，压头头部能够产生形变以适应车身外覆盖件外板不断变化的曲率，这样，能保证压头头部与车身外覆盖件外板的接触更加充分，使接触分析更容易收敛。同时，由于压头头部为柔性体，这样，压头本身不会引起车身外覆盖件外板的抗凹分析点的附加位移，仿真分析的效率和精度较高。【附图说明】图1是本专利技术一实施例提供的的流程框图；图2是压头三维模型的半剖图；图3是压头三维模型的俯视图；图4是压头有限元模型的示意图；图5是本专利技术一实施例提供的车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析方法的流程框图；图6是抗凹分析加载-卸载曲线的示意图；图7是本专利技术另一实施例提供的车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析方法的流程框图。附图标记如下:10、压头本体；20、压头头部。【具体实施方式】为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析压头建模方法，其特征在于，所述方法包括：创建压头三维模型，其中，创建的所述压头三维模型包括压头主体及连接在所述压头主体一端部的压头头部；对所述压头三维模型的压头本体及压头头部分别划分有限元网格；赋予所述压头本体的有限元网格刚体属性，赋予所述压头头部的有限元网格柔性体属性，得到压头有限元模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王力，郑颢，杨蔓，杨荣山，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44