广州顺天装备制造有限公司

随着我国汽车工业的发展，汽车功能不断完善，传统的造车工艺在当前的需求下会带来汽车质量的提升。汽车质量会对汽车的安全性与环保性带来一定的影响，直观的体现就在于汽车的燃油经济性。据预测，2020年时汽车消耗的石油资源将占全球石油总消耗量的64%^[1]。研究表明，当汽车质量下降10%时，经济型可提升6%～8%^[2]。因此，汽车的轻质化设计是一个现实的需求。

由于汽车制造需要经历复杂的流程，花费高昂的成本，因此在汽车轻质化的研究过程中，需要先建立汽车零部件的计算机模型，来对设计理念进行验证。本文采用有限元建模方法对使用热压成型工艺的汽车零部件性能进行验证。在验证时，以我国的C-NCAP碰撞标准作为参照^[3-6]。计算机仿真结果表明，本文所使用的由热压成型工艺制作的汽车零部件，在实现汽车轻质化的同时，还可以对汽车的安全性有一定程度的提升。

网格划分与检查：在进行网格的划分前，需要首先对CAD模型进行集合，进行孔洞、圆角、凸台、包边的处理。网格化分时，需要确定网格尺寸，本文定义的网格尺寸在8～10 mm。对于过大的孔洞，将其进行六边形或八变形的分割。划分后的网格需要满足边长比、雅可比、三角比、翘曲度等指标的要求。

定义材料属性：网格化分完毕后，需要对有限元分析时的材料属性进行定义，包括所用材料的板件厚度、材料材质、材料截面属性。本文涉及的实验验证为针对零部件的模态、刚度等静态特征的线性分析，主要涉及了碳钢、焊点材料、粘胶材料的相关属性。

零配件装配检查：材料属性定义完毕后，需要将各个材料按照一定的装配规则，装配成汽车零部件。此时，需要定义材料间连接和穿透的关系。图2给出了使用有限元方法建立的汽车侧面碰撞模型，其将被用于后文的碰撞测试实验中。