connector 在整车焊接中的应用

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1、Connector在整车焊接中的应用1概述目前现代轿车设计开发过程中，轿车的车身结构大部分采用全承载式结构。全承载式结构的车身承载了轿车在使用过程中的各种载荷，其中主要包括扭转载荷、弯曲载荷、扭转弯曲复合载荷以及碰撞载荷等，所以轿车车身的刚度具有相当重要的作用。刚度不足就会引起车身门窗和发动机舱的变形，以导致轿车车窗玻璃的破坏，车门被卡能现象。车身刚度不足，必然其固有频率也会较低，从而容易引起结构共振和噪声，将严重影响驾驶人员和乘客的乘坐舒适性。本文采用世界知名的有限元前处理软件AltairHyperWorks，进行有限元网格划分，并利用其中Connector模

2、块进行白车身模型的焊接，利用Nastran进行白车身的模态分析。2有限元模型的建立2.1网格划分采用HyperMesh软件划分有限元网格。由于轿车的白车身主要由钣金件组成,因此利用四边形和三角形壳单元对白车身模型进行有限元网格划分。有限元网格划分完之后,对有限元模型进行单元质量检查、重复节点与重复单元检查、自由边检查，最终生成有限元模型如下图：2.2焊接模拟一部轿车的白车身大约有四千左右个焊点，一般是由车身的六大部件焊接成型，其中包括地板总成、左右侧围、顶盖、下车身、后搁板。本次分析的车型：两层焊共2387处，三层焊共1221处。ACM焊接是一种特殊的焊接方法（

3、AreaContactMethod），不同于刚性单元结点连接的方法。它是由一个六面体单元（PSOLID）和RBE3单元组成，更能准确模拟焊点信息，不会增加局部的刚度。如下图所示：   如果要是手工做这种焊接是非常浪费时间和人力的。在HyperMesh1D面板中有Connector模块，这是一个非常方便并且功能非常强大的工具。它可以根据焊点信息自动生成weld,bolts,adhesives，还可以根据不同的求解器的需求生成特殊功能的焊接单元，例如：CWELDs,MAT100s, ACMs等焊接。并且做好一种焊接之后可以很方便的进行不同焊接种类的转换，这样大大节省

4、的时间，提高了工作效率。2.3材料与属性计算中所使用的材料参数如下：l         钣金件的材料参数：l         弹性模量：206GPal         材料密度：7.8e+3kg/m3l         泊松比：0.3固体焊块的材料参数：l         弹性模量：206GPal         材料密度：0kg/m3l         泊松比：0.33利用Connector生成焊点首先，先将白车身分成六大部分，地板总成、前机舱、顶盖、左侧围、右侧围、后档板，分别生成各自的焊点，然后再生成装配的焊点。不同的部分要分别建立assembly，这样能

5、很方便的显示所关注部分的网格。在生成各自焊点的时候，一般先做两层焊，然后再生成三层焊。以下将以地板总成为例说明ACM焊接的生成方法。导入地板总成焊点的Point文件（焊点两层三层焊接信息主要由设计部门提供），切换仅显示两层焊的焊点Point。Location：选中焊点，即两层焊的Point点Connectwhat:选中地板总成中的componentNumlayers:选total2，表示两层焊接Type:选acm(shellgap)这时软件就会根据焊点信息自动生成ACM焊接，速度很快。生成之后要检查焊接单元的质量，以及焊接的关系是否正确。以此对应有不同的功能来检

6、查这些问题。Quality面板主要检查，生成焊接是否有重复的情况。Infotable面板主要是查看焊接关系的正确性和焊接是否成功，焊接成功则在State一栏表示为realized。如下图所示： 根据以上的检查确认焊接正确以后，模型就可以进行计算了。当转化模型焊接方法的时候，选择已经生成好的connector，重新进行realize,这时能迅速的转化焊接类型,并且保留以前各部件的焊接关系，不用进行再次焊接关系检查。如下图：Type：选bar2,即可生成碰撞模型中常用的MAT100焊接方式（Weldswith*MAT_SPOTWELDmaterialcard,and

7、*SECTION_BEAMpropertycardand*CONTACT_SPOTWELDcard）。这些Connector信息只保存在HM文件中，并不会写到计算的二进制文件中。这时我们可以导出Connector信息，或者根据二进制文件中的焊接方式来重新生成Connector信息。Connector中的feabsorb面板可以很快速的重新生成Connector信息，这大大方便了改变焊接方式。如下图：4计算结果利用Nastran进行模态求解，HyperView进行结果后处理，得到白车身自由模态下的固有频率和振型。如下表：第一阶模态主要是由顶盖的横向摆动及白车身整体

8、横向扭转模态组成。其中后