1 引言：
汽車電子產(chǎn)品在使用過程中會受到汽車行駛引起的機械力的干擾，這些機械力的主要形式包括：振動、沖擊等，它們是汽車電子產(chǎn)品零部件機械結構破壞的主要因素。本文采用CAE方法對某車型BCM(Body Control Module)支架的沖擊、振動工況進行仿真，以驗證其結構是否滿足性能要求。
2 模型建立：
模型中BCM支架采用SHELL殼體單元，模型基本單元尺寸3mm，焊縫采用RBE2處理，在BCM質(zhì)心位置采用CONM2單元模擬BCM。模型如圖2-1所示。
圖2-1 BCM支架有限元模型
2.1沖擊工況分析：如表2-1所示：
表2-1 某款BCM沖擊工況試驗要求
表2-2 某款BCM振動工況試驗要求
功率譜密度(PSD)與頻率按圖2-1所示：
圖2-1 PSD與頻率
其中：X軸——頻率，Hz；Y軸-PSD，(m/s2)2/Hz。
3 分析結果：
3.1沖擊工況分析結果：
圖3-1 沖擊載荷X方向應力云圖
圖3-2 沖擊載荷Z方向應力云圖
經(jīng)分析，BCM支架在沖擊工況下的最大應力為1560MPa，支架發(fā)生斷裂失效。我們對支架結構的分析可以看出，支架為懸臂梁結構，支架根部局部剛度較弱，且支架根部左右結構的差異較大容易發(fā)生因受力不均勻而導致應力集中現(xiàn)象。因此，結合上述結構因素及仿真分析結果對其結構進行改善。改善后結構如圖3-4所示：
圖3-3 改善方案BCM支架結構對比
3.2改善結構沖擊工況分析結果：
圖3-4 沖擊載荷X方向應力云圖
圖3-5 沖擊載荷Z方向應力云圖
改善后的BCM支架在沖擊工況下的最大應力為188MPa，應力較原方案大幅降低，小于材料的屈服強度，滿足沖擊工況試驗要求。
3.3振動工況分析結果：
采用MSC.Nastran進行頻響分析，而后以分析結果作為輸入進行疲勞分析。疲勞壽命分析結果如下圖所示：
圖3-6 振動工況X方向壽命云圖
圖3-7 振動工況Z方向壽命云圖
BCM支架在振動工況下的最小循環(huán)次數(shù)為1.9*107次，滿足振動工況試驗要求。
綜上，經(jīng)仿真分析，改善后的BCM支架在沖擊、振動工況下均能滿足性能的要求。后續(xù)經(jīng)臺架試驗驗證，BCM支架順利通過沖擊、振動工況臺架試驗。在滿足支架性能要求的基礎上進一步的驗證了仿真分析的準確性。
4 結論：
利用MSC.Nastran強大的頻響分析功能，可以對汽車電子產(chǎn)品支架在設計初期進行仿真分析，從而有效的驗證設計的可行性，為性能設計提供數(shù)據(jù)支持。
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本文標題：MSC.Nastran在汽車電子產(chǎn)品支架分析中的應用
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