一种基于有限元法的仪表板融焊连接模型建模方法与流程

本发明涉及乘用车仪表板系统，尤其是涉及一种基于有限元法的仪表板融焊连接模型建模方法。

背景技术：

仪表板位于驾驶员正前方，上面一般配有行驶里程表、车速里程表、发动机转速表、燃油表以及警告灯等灯光信号指示等等。

有限元模型是运用有限元分析方法时候建立的模型，是一组仅在节点处连接、仅靠节点传力、仅在节点处受约束的单元组合体。所谓有限元法(fea)，其基本思想是把连续的几何机构离散成有限个单元，并在每一个单元中设定有限个节点，从而将连续体看作仅在节点处相连接的一组单元的集合体，同时选定场函数的节点值作为基本未知量并在每一单元中假设一个近似插值函数以表示单元中场函数的分布规律，再建立用于求解节点未知量的有限元方程组，从而将一个连续域中的无限自由度问题转化为离散域中的有限自由度问题。求解得到节点值后就可以通过设定的插值函数确定单元上以至个集合体上的场函数。对每个单元，选取适当的插值函数，使得该函数在子域内部、在子域分界面上以及子域与外界面上都满足一定的条件。单元组合体在已知外载荷作用下处于平衡状态时，列出一系列以节点、位移为未知量的线性方程组，利用计算机解出节点位移后，再用弹性力学的有关公式，计算出各单元的应力、应变，当各单元小到一定程度，那么它就代表连续体各处的真实情况。

目前，在仪表板有限元模型建模过程中，存在以下缺点：

(1)有限元模型搭建过程，特别是连接方式与实际连接关系存在差异，并且差异比较大。

(2)目前仪表板融焊连接方式大多采用constrained_nodal_rigid_body的方式去连接，导致与实际连接关系不符。

(3)旧的连接方式，会导致局部刚度过大，影响有限元分析结果的准确性。

(4)旧的连接方式，不能形成标准化建模，影响建模的速度。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有的有限元模型搭建过程是连接方式与实际连接关系差异比较大、连接关系不符，传统的连接方式影响准确性和建模速度的缺陷，提供一种基于有限元法的仪表板融焊连接模型建模方法，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于有限元法的仪表板融焊连接模型建模方法，该融焊模型是一个标准化有限元模型，真实模拟融焊连接关系，该融焊模型上表面是厚度为1mm的pp材料，四周为八变形的bar单元，中间的网格用constrained_rigid_body单元进行连接得到中心点a，以中心点a为起点垂直于模型平面建长度为1mm的beam单元。

作为本发明的一种优选技术方案，所述有限元模型包括融焊前有限元模型、处理后有限元模型和融焊后有限元模型。

作为本发明的一种优选技术方案，所述融焊前有限元模型包括结构b和平面a，且所述结构b的长度远高于平面a。

作为本发明的一种优选技术方案，包括如下步骤：

(1)在融焊前有限元模型中，将结构b高于平面a的有限元单元删除掉，同时保证结构b的上表面略微高出平面a0.3mm的距离。

(2)将结构b的上沿节点用rigid_body单元连接起来构成处理后有限元模型。

(3)将融焊模型移动到平面a的上方，保证融焊模型平面d与平面a平行，并且两个平面之间的距离为1.3mm。

(4)将融焊模型中的bush单元的下节点与结构b上沿节点的rigid_body单元中心连接起来，该融焊模型就建立完毕。

与目前技术相比，本发明的有益效果是：该种基于有限元法的仪表板融焊连接模型建模方法，结构设计完整紧凑，本发明采用全新的融焊连接模型来真实模拟仪表板融焊连接关系，保证有限元模型搭建的准确性。本发明采用标准化的有限元模型来替代原有的连接方式，实现建模的统一性和模块化，达到标准化建模的目的。本发明的融焊连接模型上部结构采用厚度为1mm的pp材料，四周用八边形的bar单元将其围起，中间用constrained_rigid_body单元将中间的网格抓成刚性单元，以刚性单元的中点为起点建长度为1mm的beam单元，很好的模拟融焊后的形状。本发明融焊连接模型可以实现模块化，不需要重复建模，只需复制移动，省时省力，提高建模效率。本发明融焊连接模型能实现融焊效果的真实模拟，实现模块化建模，节约时间，并且保证建模的准确性，设计合理，适合推广。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的融焊模型示意图；

图2为本发明的融焊前有限元模型示意图；

图3为本发明的处理后有限元模型示意图；

图4为本发明的融焊后有限元模型示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种基于有限元法的仪表板融焊连接模型建模方法，一种基于有限元法的仪表板融焊连接模型建模方法，该融焊模型是一个标准化有限元模型，真实模拟融焊连接关系，该融焊模型上表面是厚度为1mm的pp材料，四周为八变形的bar单元，中间的网格用constrained_rigid_body单元进行连接得到中心点a，以中心点a为起点垂直于模型平面建长度为1mm的beam单元。

有限元模型包括融焊前有限元模型、处理后有限元模型和融焊后有限元模型。

融焊前有限元模型包括结构b和平面a，且所述结构b的长度远高于平面a。

包括如下步骤：

(1)在融焊前有限元模型中，将结构b高于平面a的有限元单元删除掉，同时保证结构b的上表面略微高出平面a0.3mm的距离。

(2)将结构b的上沿节点用rigid_body单元连接起来构成处理后有限元模型。

(3)将融焊模型移动到平面a的上方，保证融焊模型平面d与平面a平行，并且两个平面之间的距离为1.3mm。

(4)将融焊模型中的bush单元的下节点与结构b上沿节点的rigid_body单元中心连接起来，该融焊模型就建立完毕。

该种基于有限元法的仪表板融焊连接模型建模方法，结构设计完整紧凑，本发明采用全新的融焊连接模型来真实模拟仪表板融焊连接关系，保证有限元模型搭建的准确性。本发明采用标准化的有限元模型来替代原有的连接方式，实现建模的统一性和模块化，达到标准化建模的目的。本发明的融焊连接模型上部结构采用厚度为1mm的pp材料，四周用八边形的bar单元将其围起，中间用constrained_rigid_body单元将中间的网格抓成刚性单元，以刚性单元的中点为起点建长度为1mm的beam单元，很好的模拟融焊后的形状。本发明融焊连接模型可以实现模块化，不需要重复建模，只需复制移动，省时省力，提高建模效率。本发明融焊连接模型能实现融焊效果的真实模拟，实现模块化建模，节约时间，并且保证建模的准确性，设计合理，适合推广。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。