抗凹性的案例
抗凹性分析知識點梳理
本節詳細內容出自《轎車發動機蓋抗凹性分析》-肖介平等。
加載位移曲線
400N的力垂直作用，上圖抗凹性評判標準出自張建偉的《汽車發動機蓋抗凹性的研究與應用》。
建議車身覆蓋件抗凹剛度
的檢驗要求是： 在 200N 載荷作用下的凹陷位移不超過
6.5mm 為合格。——出自韋勇等《基于ABAQUS 的汽車覆蓋件抗凹性分析》。
對于抗凹性能的檢驗尚沒有統一的標準 。 比如 ， 福特汽車公司 設計部 門的車身外覆蓋件檢驗要求是 ： 在施加 90N集中力作用下外板的位移不超過3mm為合格 。——出自王力《基于ABAQUS的汽車塑料翼子板抗凹性分析》。
分析開始時，將壓頭調整到與外邊面之間較小距離的位置，便于快速建立接觸關系，根據工程經驗此距離通常為0.5mm。
對于每個考察點的分析均采用兩個分析步：第一步，在壓頭上施加大小為1N的載荷，使壓頭與翼子板外表面之間建立接觸關系；第二步，施加大小為199N載荷，定義加載曲線為三角波，載荷由1N逐漸增大到199N，然后卸載。——出自王力《基于ABAQUS的汽車塑料翼子板抗凹性分析》
展開 SUV車型翼子板的abaqus抗凹性分析（含源文件及某知名品牌SUV車型翼子板的分析報告） ￥3
李東升等研究了汽車金屬覆蓋件的抗凹性指標的基本理論，認為抗凹剛度K是評價抗凹性的主要指標。但是，論文中沒有提到外板抗凹時可能發生“屈曲”的特征。刑志遠研究了汽車引擎蓋的抗凹剛度；趙世宜等研究了貨車車門外板的抗凹性；黃湛等研究了微型客車覆蓋件的抗凹性。這些研究都是基于金屬鈑金件外板的抗凹分析，關于塑料件的抗凹性并沒有涉及。
本文采用ABAQUS隱式分析模塊.建立某B級轎車塑料翼子板的有限元模型，分析其抗凹性，為塑料翼子板的性能開發提供參考。
1 抗凹性基本理論
車身外覆蓋件屬于雙曲度扁殼類結構。汽車翼子板由多個安裝點固定于車身，其抗凹性問題屬于扁殼受橫向載荷的變形及穩定性問題。根據板殼理論，雙曲度扁殼在承受外載荷為q時，取局部微曲面，有下列基本微分方程：
為所考察微面附近曲率。
仿照彈性力學中求解平面問題的方法，通過應力函數φ（x，y）表示的所考察微面的薄膜內力關系式為：
微面內的彎曲內力可由下式求得：
由基本微分方程組（1）解得應力函數φ（x，y）和位移函數∞（x，y），然后代入到方程組（2）和（3），即可由ψ（x，y）求解薄膜內力，由∞（x，y）求解彎曲內力。
2 抗凹性評價方法
2.1 線性指標
當車身外板承受較小載荷時，其發生凹陷位移∞和外載荷q之間存在線性關系，此時將外板抵抗凹陷撓曲變形的能力稱之為抗凹剛度。如圖1所示，是某轎車翼子板抗凹試驗曲線，從圖中可看出，在施加外載荷小于100N時，載荷一位移曲線基本上是線性的。在線性范圍內，當外載荷撤銷時，車身覆蓋件外板恢復為初始狀態。抗凹剛度是反映翼子板性能的重要指標之一。
在設計和生產實踐中，對于靜態指標的評價，通常是通過在外板施加一個特定的載荷，然后測試對應的位移來考察。
展開 LS-DYNA 隱式求解在發蓋抗凹性分析中應用 ￥25
抗凹性是衡量車身外覆蓋件使用性能的重要指標之一，車身外覆蓋件尺寸大，結構有一定的曲率和預變形，使用過程中在外載荷作用下其形狀發生凹陷撓曲甚至產生局部永久凹痕。新車開發過程中，頂蓋、側圍、翼子板、發蓋等車身覆蓋件必須進行抗凹性能設計。
主機廠常用Abaqus實現車身覆蓋件的抗凹性分析，本帖僅演示LS-DYNA 隱式求解在發蓋抗凹性方面應用，具體載荷大小及評價標準不做要求。
一 模型描述
? 發動機蓋抗凹分析有限元模型，網格尺寸為8mm（考察點區域網格尺寸為4mm），材料為非線性材料；
? 焊點用六面體單元模擬；
? 本次分析在發蓋模型中應用展示；
二 模型描述
? 發蓋模型考察點位置描述
三 抗凹分析工況
? 約束
全約束車身側鉸鏈安裝點自由度123456；約束鎖扣中心及緩沖塊自由度3。
? 載荷：
在每個考察點作為一個獨立工況進行抗凹分析，分兩步進行加載：
Step1:壓頭加載點處施加150N力；
Step2:卸載。
四 抗凹分析結果
加載位移及殘余位移云圖:
PS: 精通軟件，學習點滴知識，請關注并點贊哦，謝謝。
需要源文件的請在表達小心意后私有留下郵箱，我將盡快發送給你，僅供參考學習！
展開 有限元軟件HyperMesh二次開發在汽車仿真行業的分析與應用
車身表面的抗凹陷特性也就需要滿足以下條件：
（1）施加一定載荷時，不發生過大的變形，即表面抗凹陷剛度足夠；
（2）卸載后殘余變形小，具體表現為無明顯的壓痕。<o：p style="font-family:宋體, SimSun;font-size:14px;box-sizing: content-box;"></o：p>
抗凹性是用戶選購新車的重要指標，抗凹性差導致車身外表掌壓剛度和指壓剛度低，影響用戶感受，而且車身表面易在外力作用下產生壓痕，影響外觀且易損傷銹蝕。通過抗凹分析發現汽車外板薄弱點，校驗其抗凹性能，給出優化建議和方案。<o：p style="font-family:宋體, SimSun;font-size:14px;box-sizing: content-box;"></o：p>
本文利用TCL語言基于HyperMesh進行二次開發抗凹分析自動化工具，使抗凹分析流程自動化、準確化。<o：p style="font-family:宋體, SimSun;font-size:14px;box-sizing: content-box;"></o：p>
2、傳統抗凹性分析方法<o：p style="font-family:宋體, SimSun;font-size:14px;box-sizing: content-box;"></o：p>
抗凹分析的工作過程分為預分析和抗凹性分析兩步，首先通過預分析篩選外表面的薄弱點作為考察點，然后進行抗凹分析，建立壓頭模型與接觸關系，對考察點逐個校核。<o：p style="font-family:宋體, SimSun;font-size:14px;box-sizing: content-box;"></o：p>
傳統抗凹分析方法一般采用均布壓強或重力場法篩選考察點，通常不能準確找到最薄弱的點，如圖3所示。
展開 
HyperWorks在某車帶天窗頂蓋的剛度分析中應用
對某車型開天窗后的頂蓋進行了抗凹性分析，分析結果與實驗較一致。根據分析結果對頂蓋的整體剛度性能做了評價，并提出了優化方案，經試驗檢測證明優化改進后的頂蓋剛度性能得到了明顯的改善。
HyperWorks在某車帶天窗頂蓋的剛度分析中應用
對某車型開天窗后的頂蓋進行了抗凹性分析，分析結果與實驗較一致。根據分析結果對頂蓋的整體剛度性能做了評價，并提出了優化方案，經試驗檢測證明優化改進后的頂蓋剛度性能得到了明顯的改善。
鑄鋁一體化發動機罩的可靠性優化設計
3）經過可靠性優化設計，鑄鋁一體化發動機罩的抗凹性剛度、局部受壓剛度、正向彎曲剛度、側向彎曲剛度和中部扭轉剛度均得到加強，且鑄鋁一體化發動機罩的約束一階模態提高了41.43%，質量減少了10.59%，滿足了輕量化的要求。
基于optistruct車門抗凹簡易模擬（掌壓） ￥70
汽車外覆蓋件的抗凹性直接影響著整車的外觀品質。通常采用指壓和罐壓兩種工況進行抗凹性分析。在Hyperworks/optistruct中進行前處理，準靜態非線性分析。分析外覆蓋件局部區域受外力作用下的彈性恢復性能，及外力卸載后的殘余變形。
采用殼單元，基本網格尺寸10mm，受壓部位局部網格尺寸2mm，并保證網格質量。
接觸定義：外板于探頭接觸部位定義接觸，接觸對的類型通常為面面接觸，選取網格較粗剛度較大的探頭作為主面，選取網格較密剛度較小的外板作為從面。在Hyperworks/optistruct接口模塊定義接觸面、接觸屬性。
抗凹薄弱部位的選取：1、對外覆蓋件與車身相連接部位進行全自由度約束，基于模態分析，選取剛度較弱的位置作為參考點。2、對外覆蓋件與車身相連接部位進行全自由度約束，在覆蓋件沿著單元法向施加1e-3單位壓強，考察剛性薄弱部位。
車門抗凹分析結果動畫
提取加載力和位移信息：
繪制加載力與位移曲線
力-位移曲線（加載/卸載）
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
展開 論沖壓工藝對汽車覆蓋件抗凹性能的影響
抗凹性能評價指標
覆蓋件抗凹性能評價主要有抗凹剛度、抗凹穩定性和局部凹痕抗力三個方面。抗凹剛度指的是覆蓋件抵抗凹陷撓曲的彈性變形能力，采用載荷-位移曲線表示。覆蓋件的抗凹剛度會隨著力的增加而發生改變。抗凹穩定性是試件在外載荷達到某種程度時，抵抗彈性變形的能力突然消失，從而發生失穩的現象，也就是當力加載到某種程度時，位移發生變大的現象。局部凹痕抗力是指試件在外載荷作用下發生凹陷，載荷去除后，試件表面會有局部永久性凹陷保留，是覆蓋件抵抗局部凹陷的塑性變形能力。其中，抗凹剛度和抗凹穩定性體現覆蓋件的彈性性能，局部凹痕抗力體現覆蓋件的塑性性能。
沖壓工藝對材料性能的影響
在沖壓過程中，若覆蓋件的材料性能發生改變，就會影響材料的屈服強度、抗拉強度和材料自身的厚度。本文以某品牌汽車為例，對前門外板、發動機艙蓋和后背門外板原始材料和沖壓后的材料進行力學性能研究及厚度測量，截取樣品平整區的板材，其中前門外板使用的材料是DC04，發動機艙蓋使用的材料是DC03，后背門外板使用的材料是DC06。
把截取的板材加工為靜態拉伸試樣，在每個外板取三個試樣進行試驗，利用砂紙將試樣表面的漆和疙瘩除去，并且記錄測量試樣的厚度如表1所示，使用電液伺服疲勞測試系統MTS Landmark進行靜態拉伸試驗。經過靜態拉伸試驗，三種材料沖壓后屈服強度都增加了一倍左右，抗拉強度基本上沒有改變。
表1 材料厚度變化
表2 兩種材料特性曲線下抗凹性能計算結果
在沖壓過程中，原始鋼板的材料發生塑性流動，產生冷作硬化狀況，甚至有的區域會比以前變薄。因此沖壓后鋼板的屈服強度有所提高，但塑性變形和伸長率有所降低。
建立有限元模型
利用Hypernesh軟件建立前門、發動機艙蓋和后背門的有限元模型，此外，還需要建立壓頭有限元模型。
展開 車門三種不同抗凹點選取方法的對比研究
摘要：車門抗凹陷性能非常重要。本文對汽車中門抗凹分析中確定抗凹點位置的三種方法（加載均布壓強、加載重力場、模態分析）進行研究，結果表明加載均布壓強的方式最好，能準確、完整地反映抗凹分析中車門外板剛度薄弱位置，為后續車型開發中抗凹性選點提供參考。
關鍵詞：HyperMesh， 抗凹分析
1 引言
抗凹陷能力是衡量汽車外覆蓋件表面質量和使用性能的重要指標之一。目前汽車的輕量化和節能是現代汽車工業的主流。因此厚度薄，質量輕的高強度鋼板被廣泛應用于汽車外覆蓋件。而車門外板剛性嚴重影響用戶對整車品質的感知度，所以需要對外覆蓋件進行抗凹分析。目前抗凹分析過程中確定抗凹分析點位置的方式有很多種，為保證分析的準確性以及完整性需要對選點方式進行研究。本文以中門外板為對象，對比三種不同選點方式的優略。
2 建模
首先根據設計部門提供的幾何，使用HyperMesh軟件對中門（包括內板、外板、加強件和鉸鏈）進行網格劃分，中門網格由殼單元組成，鉸鏈亦劃分為殼單元。網格劃分后賦予各組件對應的材料和屬性。其次，根據設計要求，用HyperMesh中自帶的connector及其它一維單元對模型進行連接，建立相應的約束和載荷，最后求解計算、后處理。此次分析模型如圖1所示。Y向為車身長度方向，X向為車身寬度方向。
3 選取車門抗凹點的三種方式
車門抗凹性分析中需先確定門外板抗凹點位置。目前已知的抗凹點選取方式有三種：1、通過在車門外板加載均布壓強確定。2、通過對車門整個模型加載重力場確定。3、通過模態分析確定。本文以汽車中門為對象對三種不同的抗凹點選取方式進行研究。
3.1 方法一：均布壓強法
第一種方法采用加載均布壓強。
展開 基于HyperMesh的某乘用車門外板抗凹分析及優化
表3 試驗與仿真結果對比分析
對比表3分析結果，可以得出，樣件1與樣件2均滿足目標值，且方案1外板加強板結構優化已滿足目標值，方案2增加補強膠片可以進一步提高車門外板的局部剛度，提升其抗凹性能。仿真分析結果與試驗結果有較好的一致性，說明了仿真結果的準確性，但綜合評估經濟性與整體性能方面的最優化，可以將方案1運用到實際量產中。
4 結論
本文針對某轎車車門外板抗凹性能進行優化，通過變更車門外板加強板結構與增加補強膠片，來提升外板的抗凹性能，并進行仿真分析與實驗驗證，得出如下結論：
1）試驗與仿真有較好的一致性，說明仿真分析的準確性。
2）優化車門外板加強板與增加補強膠片均可以提升外板的局部剛度，提升其抗凹性能。
3）變更外板加強板結構對車門外板抗凹性能提升明顯，使其能夠達到目標值，且變更后的外板加強板可以一定程度上提升車門的側面碰撞性能。基于經濟性的原因，增加補強膠片可以作為外板剛度進一步提升的備選方案。
上述結論為后續車型開發過程中車門抗凹性能的提升奠定了基礎，為后續車門性能的深入研究提供了方向。
參考文獻
[1] 王開松,王小睿,尹廣,等.基于ABAQUS的車門外板抗凹性能分析[J].安徽理工大學學報(自然科學版),2018,38(2):44-47.
[2] 趙世宜,魏寧波,王繼鋒.基于Radioss的車門外板抗凹性分析[J].汽車實用技術,2012,37(10):31-34.
[3] 陳健,劉俊紅.車門屈曲抗凹性能提升方法研究[J].汽車實用技術,2017,42(12):4-6.
[4] 韋永平,鄧國紅,楊鄂川,等.某乘用車車門抗凹陷性能分析及優化[J].重慶理工大學學報(自然科學),2014,28(3):28-32,43.
[5] 黃金陵.汽車車身設計[M].北京:機械工業出版社,2008.
展開 
HyperWorks 在某車帶天窗頂蓋的剛度分析中應用
汽車外板的抗凹性能是反映外板使用性能的重要特性，本文應用HyperMesh前后處理軟件，
分析某車帶天窗頂蓋的剛度。考慮了材料、幾何及邊界的復雜非線性，模擬天窗的夾緊，對某車
型開天窗后的頂蓋的抗凹性能進行了模擬分析。通過對頂蓋的抗凹性分析及評價，為設計工程師
提供了重要的參考價值。
陸志成_HyperWorks在某車帶天窗頂蓋的剛度分析中應用.pdf
基于hyperworks+ABAQUS翼子板抗凹簡易模擬-01 ￥15
本案例利用Hyperworks進行翼子板前處理,對某車型翼子板進行網格劃分和屬性定義,加載、約束及接觸創建等，并利用Abaqus進行翼子板抗凹性有限元分析計算。
翼子板位移變形動畫
翼子板塑性應變變形動畫
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。本案例將持續完善與豐富！
展開 基于hyperworks+ABAQUS翼子板抗凹簡易模擬-02 ￥15
本案例利用Hyperworks進行翼子板前處理,對某車型翼子板進行網格劃分和屬性定義,加載、約束及接觸創建等，并利用Abaqus進行翼子板抗凹性有限元分析計算。
與上一個案例《基于hyperworks+ABAQUS翼子板抗凹簡易模擬-01》不同的是本節案例的壓頭建立的是剛性體。
翼子板位移變形動畫
翼子板塑性應變變形動畫
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。本案例將持續完善與豐富！
展開 基于hyperworks+ABAQUS翼子板抗凹簡易模擬-03 ￥30
本案例利用Hyperworks進行翼子板前處理,對某車型翼子板進行網格劃分和屬性定義,加載、約束及接觸創建等，并利用Abaqus進行翼子板抗凹性有限元分析計算。
與上一個案例《基于hyperworks+ABAQUS翼子板抗凹簡易模擬-02》不同的是本節案例的壓頭建立的是剛性體,且采用另外一種方法創建。02案例采用的是集中力加載，本案例采用的是位移加載，同時輸出加載力隨位移變化曲線。
翼子板位移變形動畫
加載力-位移變化曲線
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。本案例將持續完善與豐富！
展開 