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試用SimSolid 對汽車車燈透鏡組模態(tài)分析             姚博  徐成

 

汽車燈具作為汽車上一個關(guān)鍵部件，長期工作在振動環(huán)境下, 其剛度強度，以及結(jié)構(gòu)動力學特性等對車燈的壽命及使用都非常重要。利用有限元軟件對車燈透鏡組進行模態(tài)分析，得到模態(tài)振型圖,找出燈具上結(jié)構(gòu)動力學設計的薄弱環(huán)節(jié),并對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化是當前車燈零部件工程師的工作之一。本文針對某車型透鏡組，使用Altair的最新無網(wǎng)格軟件SimSolid及有限元軟件Abaqus進行模態(tài)分析，來探究Simsolid的計算精度和效率，供大家學習和交流。

 

探究目的：（1）熟悉SimSolid模態(tài)分析步驟。

       （2）利用車燈透鏡組探究SimSolid計算裝配體的精度和效率。

     

  模型信息：

 

NO.	部件	部件名稱	材料	密度 (kg/m3)	彈性模量 (MPa)	泊松比
1		透鏡	GLASS	2520	72000	0.22
2		透鏡支架	STEEL	7850	210000	0.3
3		反射鏡	ALUM	2780	73000	0.33
4		透鏡組支架	PBT-GF30	1310	9000	0.437
5		遮光板	STEEL	7850	210000	0.3

 

車燈透鏡組模態(tài)分析

①打開Simsold，設置Geometry import settings。

②導入幾何模型：操作路徑Project→import from file→“toujingzu.stp”幾何文件保存位置→確定導入。

③幾何模型檢查：導入幾何后，通過Check geometry defects，檢查幾何是否存在缺陷，如果提示信息no defects are found，點擊ok。

④定義基本單位及材料屬性：點擊單位按鈕，設置基本單位。雙擊Default material或者點擊Assembly,再點擊按照表格中透鏡組的材料選擇相應材料信息，如果菜單沒有自己的材料，也可自行定義。

⑤ 因只關(guān)注透鏡組整體模態(tài)參數(shù)，所以Suppres螺栓及一些附件，見下圖紅色零件。

⑥創(chuàng)建連接：在螺栓面處添加連接

⑦設置求解參數(shù)：max number of adaptive solution=3，勾選Adapt to features。

⑧創(chuàng)建模態(tài)分析：點擊Modal,提取4階，進入模態(tài)分析。

⑨設置邊界條件：固定約束3個面。

⑩點擊運算并查看結(jié)果。

 

以下為Abaqus相同條件下。計算數(shù)據(jù)及截圖。

Simsold前四階模態(tài)結(jié)果為86Hz,150Hz,239Hz,471Hz。Abaqus前四階模態(tài)結(jié)果為90Hz,158 Hz,255 Hz,491 Hz。模態(tài)頻率相差不大，且振型基本一致。

 

試用探究體會：

（1）Simsold無網(wǎng)格有限元分析作為為設計工程師開發(fā)的結(jié)構(gòu)分析軟件簡單易用，以及運算高效性是值得認可的，對于常規(guī)結(jié)構(gòu)分析，模態(tài)分析，動力學分析及熱分析在設計階段使用，Bookmark很好用。

（2）Simsold計算結(jié)構(gòu)分析時精度是值得肯定的（有很多模型驗證及驗證計算白皮書），本例中車燈透鏡組總成計算，模態(tài)頻率及振型趨勢一致，但至于本例頻率計算值有一定差距，猜測原因有：Suppres螺栓及一些附件，可能導致運算結(jié)果有一定差距；自動連接接觸面的可能有重合關(guān)系，使其剛度變大；接下來針對以上猜測逐步進行驗證。

試用SimSolid 對汽車車燈透鏡組模態(tài)分析.docx