模型建的越细,仿真精度是否就越高?

2018-05-12 11:12:47·  来源:误入CAE的程序员  
 
Trim Body的建模中,前后塑料件包括车灯、前保险杠、栅格、轮罩、下挡板和后保险杠等,这些塑料件的建模均采用有限元网格模型,赋予材料属性,完成后,前段塑料件的上下模态为18.5Hz。这样建模考虑的比较全,建模的部件比较细,但真的对精度有提高作用么?
Trim Body的建模中,前后塑料件包括车灯、前保险杠、栅格、轮罩、下挡板和后保险杠等,这些塑料件的建模均采用有限元网格模型,赋予材料属性,完成后,前段塑料件的上下模态为18.5Hz。这样建模考虑的比较全,建模的部件比较细,但真的对精度有提高作用么?

以下做了两个验证模型,一个为前端塑料件采用划分网格,进行详细建模,另一个为简化建模方法,前后塑料件用rbe3+CONM2替代,为指代方便,分别把详细建模为case1,简化建模为case2。


case1:前段塑料件详细建模


case2:前段塑料件简化建模

下面,分别从模态、IPI、VTF方面来对比仿真精度

1.TB模态的影响



可以看到,影响较大的模态有TB扭转模态和前段横向弯曲模态,转向系统的上下模态也有一定的影响。

2.IPI的影响
选取几个激励点的IPI,如下:



悬置点Z向IPI


前副车架后排安装点Z向IPI



前减震器安装点Z向IPI
(以上IPI中红线为TEST, 蓝线为case1,绿线为case2)

在详细建模中(case1),各IPI(左右悬置Z向、前副车架后排安装点Z向和前减震器安装点)均在18.5Hz附近有峰值,实验曲线并未在该频率附近岀现峰值,与实验曲线有较大差异,该峰值即为前保险杠的Z向模态(18.5Hz)引起,建模方式改后,前保险杠的Z向模态不再存在,仿真结果曲线峰值也消失,与实验结果对标精度得到提升。

3.VTF传递函数影响



悬置到地板Z向响应的VTF传涵



悬置到座椅安装点Z向响应的VTF传涵
(以上VTF中红线为TEST, 蓝线为case1,绿线为case2)

修正前,前保险杠的Z向模态在18.5Hz附近造成多条Z向激励的峰值,修改后,该峰值消失,与实验对标精度提高。

4.总结
实际上,塑料件的成型较为复杂,例如前保险杠,为非等厚的各向异性材料,安装方式为卡扣比较难于模拟。本里中,前FR BMPR上下模态的仿真与实验结果相差巨大,CAE:16.5 HZ / TEST:29Hz。这样,在错误的部件模态结果下,势必会造成精度不高的传涵仿真结果。

所以,某些部件真的需要细化建模时候,真的需要考虑现有条件、状态能否保证建模的准确性,或者是否有足够的实验测试条件支撑你校调自己模型来保证准确性,否则,模型不是越细越精确了,而是越细越错!


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