汽车座椅总成CAE分析及二次开发

摘要

随着汽车座椅行业竞争日趋激烈，以及计算机辅助技术越来越广泛的应用和完善，现在的汽车座椅生产厂商多使用各类型的分析软件模拟标准试验工况，对其座椅产品的标准试验进行计算机辅助分析，并以分析结果作为先期指导，节约研发成本。本文将非线性有限元分析技术以及基于Tcl/tk语言的HyperMesh二次开发技术相结合，通过对安全带固定点试验、头枕静态性能试验、靠背骨架总成强度试验三个座椅产品的常规试验进行CAE仿真分析，总结出汽车座椅试验有限元分析的常规流程。然后根据常规流程，再利用基于Tcl/Tk语言的HyperMesh二次开发平台建立流程自动化的前处理模块，以达到提升座椅研发效率的目的。　　首先，本文通过座椅试验的相关标准资料及文献，对座椅的安全带固定点试验、头枕静态性能试验、靠背骨架总成强度试验的各类规定进行介绍，根据试验工况选定求解器为LS-DYNA。本文的座椅几何模型及各类参数均来自于实际座椅试验有限元分析项目，项目的侧重点是分析座椅整体及各零部件在标准试验中所表现的力学性能，并为其是否能通过对应的试验做出预判，因此本文的侧重点也是座椅系统试验条件下的力学性能表征。　　其次，在 HyperMesh前处理软件中建立座椅在各类标准试验条件下的有限元模型，并针对不同类型的座椅试验条件，模拟出与试验条件相同或近似的有限元分析工况，并对其中的关键条件予以验证。完成建模后，进行座椅试验的有限元仿真，并分析计算结果，为座椅是否通过实际试验做出判定，并指导修改座椅模型。同时也总结前处理的步骤，研究二次开发可以进行流程化的内容。　　最后，根据之前总结的前处理步骤，确定二次开发所集成或简化的内容，使用HyperMesh软件自带的流程编辑软件Process Studio编制座椅CAE分析流程化前处理系统，并分别在座椅的各个有限元建模过程中应用，以验证流程化系统的正确性及可行性。

目录

声明

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 汽车座椅有限元分析方法及二次开发现状

1.3 本文的主要工作

1.4 相关标准概述

2 汽车座椅有限元模型的建立

2.1 座椅有限元模型的构建

2.2 LS-DYNA软件简介及计算参数控制

3 座椅安全带固定点试验有限元分析

3.1 仿真模型的建立

3.2 座椅安全带固定点试验仿真计算

3.3 座椅安全带固定点试验仿真分析

3.4 本章小结

4 座椅头枕静态性能有限元分析

4.1 仿真模型的建立

4.2 座椅头枕静态性能仿真计算

4.3 本章小结

5 靠背骨架总成强度分析

5.1 仿真模型的建立

5.2 靠背骨架总成强度有限元仿真

5.3 本章小结

6 基于Tcl/Tk语言的二次开发

6.1 HyperMesh二次开发介绍

6.2 HyperMesh CAE流程化系统的开发

6.3 座椅CAE分析基于HyperMesh的二次开发流程

6.4 各个二次开发（流程自动化）模块的设计与实现

6.5 本章小结

7 CAE流程自动化系统的应用

7.1 座椅安全带固定点试验有限元仿真

7.2 座椅有限元分析二次开发总结

7.3 本章小结

8 总结与展望

8.1 总结

8.2 展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果