[发明专利]一种基于ABAQUS的复合材料汽车引擎盖结构数值仿真方法

说明书

一种基于ABAQUS的复合材料汽车引擎盖结构数值仿真方法，包括以下步骤：明确外部轮廓尺寸‑建立几何模型‑导入有限元分析软件ABAQUS并设置参数‑网格划分并于作业模块中创建作业文件并进行求解‑数据对比直至形成最终设计结果。本发明具有如下的优点：它明确了复合材料汽车引擎盖结构在数值分析时的具体步骤，节省大量人工计算成本，整个方法可降低设计成本、缩短设计与分析的循环周期，提供了优化设计途径。

技术领域

本发明涉及汽车引擎盖结构数值仿真领域，特别涉及一种基于ABAQUS的复合材料汽车引擎盖结构数值仿真方法。

背景技术

现有汽车引擎盖一般采用橡胶发泡棉和铝箔材料制造而成，能起到隔离发动机噪音及发动机工作时产生的热量、空气导流、保护发动机及周边管线配件等作用；但其重量较高，结构强度低，复合材料是一种新型结构件材料，具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，在国外已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑等领域，作为汽车覆盖件与金属相比有极大的优势。随着现代力学、数学、计算机技术的飞速发展，数值仿真的模拟分析结果有效性与三维可视化等特点，使得数值仿真在结构设计领域得到广泛应用。目前，国内复合材料汽车引擎盖结构数值仿真还处于起步阶段，没有明确进行数值仿真的具体方法。

现有传统汽车引擎盖结构设计优化过程如下：

1、采用人工利用力学结构计算以设计出结构方案；

2、以设计的结构形状进行金属板材冲压得到上盖板部分、加强结构筋部分及层间填充物，通过点焊连接各部分制作出样件；

3、进行碰撞测试，使用压感传感器采集测试数据；

4、分析测试结果，针对分析结果进行结构优化，并再次重复以上步骤进行优化设计，直到得到满意测试数据结果并输出设计结果。

上述过程利用力学结构计算，整体设计过程中人工占用率大，且消耗时间长、计算误差大；制作样件与测试分析过程中生产成本高、制作周期长。

发明内容

本发明的目的就是提供一种基于ABAQUS的复合材料汽车引擎盖结构数值仿真方法，它明确了复合材料汽车引擎盖结构在数值分析时的具体步骤，可降低设计成本、缩短设计与分析的循环周期，提供了优化设计途径。

本发明的目的是这样实现的，一种基于ABAQUS的复合材料汽车引擎盖结构数值仿真方法，包括以下步骤：

S1，根据零部件厂商的汽车引擎盖外观设计要求，明确外部轮廓尺寸；

S2，根据汽车引擎盖几何尺寸，使用三维建模软件建立比例为1：1的汽车引擎盖几何模型；

S3，根据材料厂商所提供的属性参数，将汽车引擎盖几何模型导入有限元分析软件ABAQUS中进行复合材料的材料属性、层合结构设置；同时，按照零部件厂商的汽车引擎盖力学参数要求添加汽车引擎盖所受施加力参数和模型边界条件；

S4，在有限元分析软件ABAQUS中进行网格划分，划分格式为自由楔形五面体，在一定数值的单位网格种子条件下进行自动网格划分，然后于作业模块中创建作业文件并进行求解；

S5，根据作业求解所计算出的应力数值结果，对比整体复合材料汽车引擎盖最大结构内部应力与复合材料结构许用应力；

若汽车引擎盖最大结构内部应力大于复合材料结构许用应力除以设计要求参数中的结构安全系数的应力数值，则返回S1重新进行复合材料汽车引擎盖几何模型进行优化，并按照S2至S5再次进行基于ABAQUS的数值仿真计算；

若汽车引擎盖最大结构内部应力小于复合材料结构许用应力除以设计要求参数中的结构安全系数的应力数值则输出文件及模型属性，形成最终设计结果。