on Abaqus
周鹏，陆志成，严杰，冯平波
（神龙汽车有限公司，武汉，433056）
（Dongfeng Peugeot Citroen Automobile Co.,Ltd ,Wuhan430056,China）
摘要：利用Abaqus建立某轿车发动机罩详细的有限元模型，对发动机罩的撑杆支撑过程进行隐式非线性仿真分析，研究机罩撑杆发生屈曲时的载荷，通过实验测试机罩撑杆的屈曲载荷，并与计算结果进行对比分析.结果表明仿真可以准确预测机罩撑杆的屈曲载荷，指导发动机罩撑杆的强
度设计.
关键词: ABAQUS，发动机罩，撑杆，强度
1背景
发动机罩是汽车四门两盖的重要部件，用来保护发动机免受外界的影响，并且在具体使用过程中需要经常
开闭，在开闭过程中就要使用撑杆，用以支撑整个机罩，因此设计时撑杆需要满足一定的强度要求，强度太低撑杆容易屈曲，强度过大使用不当容易损坏机罩内板。因此撑杆的轻度性能是机罩整体重要的性能之一，需要进行相关的测试。如果利用CAE工具进行分析，可以节省实验样件的数量和次数，尤其是有多种设计方案时，利用CAE工具可以快速进行分析和比较。利用奥汰尔软件进行网格建模，然后利用Abaqus/Standard进行强度分析，完成后通过修改撑杆的尺寸，实现方案的快速修改和计算，并与实验结果进行对标验证。
发动机罩主要由外板、内板、铰链、锁扣加强板、铰链加强板、撑杆、锁扣组成，外板和内板在外周包边，中间有胶连接，加强板和内板之间有焊点连接，如图1所示。
图1：某汽车发动机盖图2：机罩盖的有限元模型
2 有限元模型的建立
2.1 网格划分及连接
采用边长为5的壳单元进行机罩网格划分。铰链加强板和内板螺栓孔有3圈washer，螺栓用Rbe2进行连接模拟，内外板包边共节点，焊点采用ACM焊点，胶粘采用Adhesives 进行模拟，铰链和铰链固定板之间采用MPC进行连接。发动机盖的有限元模型如图2所示，整个模型的节点大约65万。
2.2 材料
计算中所使用的材料参数如下：
机罩所有零件均采用上述参数。
3 分析工况
神龙汽车将机罩全部开启撑杆支撑，第一步分析机罩自重下的变形；第二在机罩锁扣处垂直机罩施加200N的力，向下压机罩，直至撑杆屈曲。
图3：按照实验设定边界条件
分析利用Abaqus的非线性求解器。分析模型中包括材料非线性、接触非线性及几何非线性。材料曲线及
接触如图4所示。
图4 材料曲线及接触
4 分析结果
针对撑杆分析三种直径6mm、7mm和8mm，三种撑杆的分析结果如表1所示：
表1：撑杆屈曲计算汇总
针对撑杆工况的分析结果我们选择撑杆的直径为7mm，进行实验验证，实验撑杆在加载值112N的时候撑杆发生了屈曲，与Abaqus仿真结果高度吻合，误差仅为2.6%，其变形形态实验结果与CAE结果也吻合很好，其结果如图5和图6所示：
图5 CAE仿真撑杆屈曲图6 实验加载撑杆屈曲
5 结论
（1）采用Abaqus软件中的材料非线性、几何非线性、边界非线性，能够真实模拟发动机罩撑杆支撑状态。
（2）通过对发动机罩的详细建模，准确模拟发动机罩撑杆的屈曲载荷，且与试验结果结果高度吻合，验证利用Abaqus研究发动机罩撑杆的屈曲载荷具有很高
的准确性和工程实用性。
6 参考文献
[1] 石亦平，周玉荣.ABAQUS有限元分析实例详解[M].北京.机械工业出版社,2006.
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