2后底板焊点开裂数值模拟分析
样车出现的问题，引起了质量部门的担忧，设计方案的可行性受到了质疑，与此同时，项目进度也受到了干扰，该焊点开裂问题亟待解决。为了快速找到焊点失效的原因并提出改进建议，我们采取了仿真模拟方法，对CNG支架安装点附近焊点开裂问题进行有限元分析，查找失效原因，寻找对策，并对原设计方案进行针对性验算，提出解决办法。
2.1有限元模型的建立
利用HyperMesh软件，按焊点开裂车CNG支架位置状态，对后车体中的CNG装置进行了模拟，CNG支架采用壳单元，气罐及压缩天然气采用质量单元模拟，并与CNG支架通过RB2单元联接，缓冲块采用实体单元进行模拟。焊点采用CWELD单元进行模拟，焊核直径为6mm。分析所用有限元模型如图4所示。
其中，后底板前横梁的材料为DX54DZ，屈服极限约为151MPa。
轮心点处约束所有平动自由度，截面节点的自由度全约束。载荷按各种工况的规定进行加载，加载在气罐质心的质量单元上。采用有限元求解器进行计算。
2.2故障复现
在对常规工况（跳动、转向、制动）进行分析后，发现所获应力分布与试验状态均不符，失效焊点未出现明显应力集中现象，焊点不会失效，这种结果与8万公里四通道台架试验和4万公里道路制动试验的结果相一致。
对比8万公里四通道台架试验（仅有垂向载荷）和8万公里道路耐久性试验的区别，尝试采取复合工况分析，即同时含有垂向载荷、纵向载荷的复合工况进行分析。乘用车的纵向极限前进加速度通常约为0.2g，垂向极限加速度约为3.5g，据此进行分析，得到了与开裂现象相吻合的应力分布结果，如图5所示。
如图5所示，左侧、右侧开裂焊点处的应力均超过110MPa，接近焊点设计许可应力。由于模型与实物一致性的误差等未知原因，两侧各有一个未开裂焊点的应力接近危险水平，可以忽略。
分析结果的应力分布与试验现象吻合较好，本文认为该焊点开裂问题可能正是由该跳动、加速复合工况引起初始裂纹，并经疲劳扩展而形成开裂的。
