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ABAQUS在汽车发动机前罩盖强度分析中的应用

李芹英孙俊文毛显红

长安汽车工程研究总院CAE所，重庆

摘要:发动机前罩是发动机舱前端的重要结构之一，模拟用户猛然关闭工况，

模拟前罩撑杆撑起时的工况，对前罩进行猛然关闭，撑杆撑起时的强度分析，预

测与优化前罩与铰链结构的强度性能，为前罩结构设计提供参考。

关键词:ABAQUS;前罩；强度

ABAQUSApplicationinEngineHoodStrength

Analysis

LI_QinyingSUN_JunwenMAO_Xianhong

(AutomobileEngineeringInstituteofChangAn,Chongqing)

Abstract:Enginehoodisoneoftheimportantpartsofenginecabin.enginehoodopen,slam

strengthanalysischecksthehoodandthehingesstrengthperformance,extractsparametersfor

thefollowingdesign.

Keywords:ABAQUS;Enginehood，Strength

1概述

汽车的发动机前罩是发动机舱前端的重要结构之一，是用户使用频率较高的一个结构，

其性能直接影响用户的使用情况，以及对整车性能的评价。在使用中主要体现在两个方面，

一是检查发动机时会用撑杆把前罩撑起，经常会有人为将手搭在前罩上的情况出现，如果撑

杆撑起位置的强度不足就会引起撑起位置破坏或者是铰链强度不足引起铰链位置塑性变形

过大而引起后期的关闭不严以及外形美观；二是检查完发动机情况以后的一个猛然关闭工况，

这一工况和在行驶过程中的颠簸工况类似，主要考察前罩、前罩锁扣以及安装铰链的强度是

否满足要求。

2分析模型

2.1有限元模型的建立

为了模拟的准确性截取车身前半部分模型，发动机面罩单元数为18421个，模型称

重为8.47kg（带铰链）；截取整体模型单元数为234388个，模型重量112.6Kg，分为前

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罩撑杆撑起时和前罩关闭时两个模型，缓冲块用rigid+spring单元模拟，焊点用fastener

模拟，铰链连接用B31单元模拟。两种工况的模型如图一所示。

图一：前罩强度分析模型

2.2材料与属性

本次分析涉及的材料不多，由于要考虑发动机悬置的最大应力及应力分布，除了给出材

料的弹性模量和泊松比外还给出了材料发生塑性变形后的塑性应变和应力的曲线。图2为所

用材料的应力应变曲线。

图2前罩强度分析所用材料

2.3.边界条件和载荷

1）约束：约束车身截取部分1-6DOF。

2）载荷：前罩开起状态，在发动机面罩锁扣中心处沿Z向施加10kgf的载荷；前罩关

闭状态，施加发动机面罩3倍的重力。

图3分析边界条件

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3分析及优化结果

发动机前罩撑杆撑起时的开启工况、以及发动机前罩猛然关闭工况分析结果如下图4

所示，从分析结果看猛然关闭工况满足要求，撑杆撑起位置残余变形过大，与后期的试验结

果一致，对开启工况残余变形过大问题进行了优化，优化后分析及试验验证满足要求，优化

方案及优化结果见图5所示。

图4发动机前罩分析及试验对标结果

图5发动机前罩优化方案及优化结果

4结论

本文运用ABAQUS模拟发动机前罩开启与猛然关闭两种用户常用的工况，

输出应力及残余变形，对于不满足要求的局部结构进行优化，达到前期的性能控

制要求。为了验证本文分析方法以及分析结果的正确性，与后期的试验进行了对

标，试验结果与分析结果吻合很好，试验证明该方法可以推广到类似的前罩强度

分析中去。

5参考文献

[1]ABAQUS非线性有限元分析与实例，庄茁等，科学出版社，2005。

[2]石亦平，周玉蓉，Abaqus有限元分析实例详解.北京：机械工业出版社，2006

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