【技贴】Trimmed Body一般建模流程及细节!

一、Trimmed Body的概念
是指将车门、发动机舱盖、行李箱盖、座椅、转向管柱、内饰件和隔声垫等结构安装在白车身上,形成了内饰车身,即Trimmed Body,简称为TB。
二、Trimmed Body模态分析的目的
TrimmedBody模态分析可得到各系统或零部件的模态频率及振型,检验其是否满足要求,以及为制定模态分布提供数据支撑。
三、Trimmed Body的一般建模流程
1、TB模型一般包括以下(不限于):
a)   车身:前地板总成、后地板总成、左车门总成等完整的数据及质量;
b)   外饰:前保险杠、后保险杠等完整数据的质量及质心位置;
c)   内饰:仪表板总成、副仪表板总成等完整数据的质量及质心位置;
d)   附件:前车门玻璃升降器总成、车门密封条总成等完整的数据;
e)   动力:动力蓄电池完整数据、质量;冷凝器及电子风扇总成、质心位置;
f)   电器:前雨刮器总成、蓄电池及其支架装置数据、质量、质心、转动惯量;线束安装位置、质量;
g)  底盘:前副车架总成数据、制动踏板总成等完整的数据及质量。
2、TB建模所需要的相关材料参数如下(不限于):
a)  冷却系统减振垫动刚度;
b)  开闭件的密封条、缓冲块动刚度;
c)  车身粘胶材料参数,弹性模量、密度、泊松比;
d) 车身阻尼材料参数,弹性模量、密度、泊松比、阻尼。

3、TB中一些附件建模方法(不限于):

(1)蓄电池用CONM2单元模拟,包含转动惯量特性。用RBE2单元将CONM2单元与电池托架连接起来,电池托架用RBE2单元连接在车身上。
(2)安全带卷收器用CONM2单元模拟,位于安全带卷收器的质心位置。用RBE3单元将CONM2单元连接在车身上。
(3)冷却系统 (含冷却风扇及其他部件)用CONM2单元模拟,CONM2单元包含转动惯量特性,位于其质心位置。用RBE2单元将CONM2连接在冷却模块横梁的衬套位置。

(4)备胎用CONM2单元模拟,包含转动惯量特性,位于备胎的质心位置,如下图所示。用RBE3单元模拟接触的区域,轮胎和接触区域之间采用RBE2和一组BUSH单元模拟。

(5)内饰板用CONM2单元模拟,位于内饰板的质心位置,用RBE3单元将CONM2单元连接在车身上。

(6)非结构质量通常用来模拟均匀分布在结构表面的内饰件,如地毯、防火墙隔热垫、阻尼垫、沥青涂层等,使用NSM属性模拟。阻尼垫可以用实体单元模拟,在结构敷贴阻尼垫的位置建立2~3层的六面体单元,与钣金结构的壳单元节点耦合。

(7)前排座椅应建立详细有限元模型,钢丝网采用1D单元模拟;座椅骨架结构的宽度若较大时(如大于20mm),建议采用2D单元模拟。坐垫、头枕、靠背采用质量点模拟。

(8)仪表板在TB模态分析时可以用质量点模拟,CONM2单元包含转动惯量特性,用RBE3单元将CONM2单元连接在车身上。若有详细模型建议采用。

(9)方向盘骨架建议用六面体或四面体(需为二阶单元)单元划分,安全气囊用CONM2和RBE3模拟。转向管柱应建立详细的模型,建立一个BUSH单元(局部坐标系内)模拟管柱的轴承转动。

(10)门铰链应用六面体单元划分,在厚度方向上要2~3层单元,铰链用RBE2和BEAM单元模拟,注意释放绕铰链轴旋转方向的自由度,两个铰链的旋转轴需要同轴。

(11)车门锁体建议采用质量点模拟,用RBE2+BUSH单元模拟锁和车身的连接,BUSH单元模拟锁的刚度。

(12)门盖密封条用弹性单元模拟,密封条刚度建议采用试验值,采用RBE3+CBUSH+RBE3方式或vector建模,详情请参阅《采用Vector的TB密封条建模应用研究》一文。

(13)阻尼设置,如对于车身焊接结构件的阻尼一般为0.06,车身非焊接结构件的阻尼一般为0.02,流体阻尼一般为0.12-0.16,阻尼片阻尼根据实测获得。

(14)......

四、Trimmed Body的模态分析
1、TB一般进行自由模态分析,典型的计算频率为0-80Hz,输出振型及应变能;
2、典型的模态有方向盘转动模态(一般小于1Hz);TB一阶弯曲模态、一阶扭转模态、前端横摆模态、前端弯曲模态;转向系统一阶垂向模态、一阶横向模态;座椅模态、门盖模态等;
3、模态识别方法可采用四点法、十点法或二十四点法等。具体可参阅《车身典型结构模态识别方法研究》一文等。

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