汽车引擎盖，又称发动机罩或引擎舱盖，是汽车车身结构中覆盖在发动机舱上方的重要部件。它不仅作为汽车外观的一部分，还承担着多重关键功能。首先，引擎盖能够有效保护发动机及其相关零部件免受灰尘、雨水、雪花等自然环境的侵蚀，以及行驶中飞溅的小石子、树枝等外物的直接冲击，从而延长发动机的使用寿命。其次，引擎盖的设计还考虑到空气动力学性能，通过合理的流线型设计，帮助汽车在行驶过程中减少风阻，提高燃油经济性。此外，引擎盖也是车辆碰撞安全结构的一部分，在发生正面碰撞时，它能够在一定程度上吸收和分散撞击能量，减轻对车内乘员的伤害。同时，引擎盖的开启设计也便于日常保养和维修工作的进行，如更换机油、检查发动机状况等。
引擎盖有带空气弹簧和不带空气弹簧之分。一般，不带空气弹簧的引擎盖落下到关闭位置时的速度要大一些。关盖力大时，引擎盖在关闭瞬间的角速度也要大，一般有对缓冲块用来吸收能量，阻止引擎盖砸坏前端的保险杠蒙皮，格栅，大灯等塑料件。
本文的主要研究对象是某车型的引擎盖，此引擎盖不带空气弹，有三对缓冲块。
图1 本文研究对象：引擎盖
建立有限元模型
本文通过 hypermesh 进行有限元模型建立，模型建立在中面上。
2.1 引擎盖内板和外板之间的点胶连接用弹簧模拟。
2.2 铰链用类型为 conn3d2 的 rod单元，其属性为 connector 中的 hinge。其中 rod 单元两端的无质量点加一个小的集中质量。
图2 铰链的模拟
2.3缓冲块用刚性体通过 springa 单元连接到缓冲块的安装面上。刚性体的位置为缓冲块的顶端，用类型为 dashpota 的 spring单元来模拟阻尼，用平移铰来引导缓冲块的运动方向，用类型为 conn3d2的 rod 单元模拟平移铰，其属性为 connector 中的 translator。具体定义如下：
*shell section, elset=auxi _bumper_l,material=bumper_ mat1.0，
*rigidbody, ref node-4756l,elset=auxi bumper
*connector section, elset= joint_bump_1
translator,
system_bump_1,
图3 缓冲块的模拟
2.4 锁的主弹簧用弹簧单元的非线性属性考虑一定的 xxxn 的预压力，回位弹簧用弹簧单元的非线性属性考虑一定的 xxxn 的预拉力。
2.5 在缓冲块安装位置结构还没有设计好的情况下用一定刚度的弹簧来模拟缓冲块安装面。2.6 所有接触均用 general contact来定义，具体定义如下：
*contact
* contact inclusions, all element based
* contact property assignment
，，con_pro
*surface interaction,name =con_pro
* friction
0.02，0.0，0.0，0.0
图4 分析模型全景
边界条件和载荷
车身侧铰链安装孔 1-6 个自由度约束，部分前舱的切开线处和前保险杠的安装点 1-6个自由度约束。将引擎盖子系统绕铰链旋转轴向外旋转2度左右，给引擎盖子系统中可旋转的所有零件一定的初始角速度xxxrad/，计算时间为 40ms。本计算考虑材料非线性和几何非线性，且需要考虑零件自身的重力。
分析结果的讨论
4.1.引擎盖上靠近前保险杠蒙皮、大灯和格栅的关键点的过关量输出引擎盖在关闭过程中过关闭位置后向下的位移量称为过关量。
图5中横坐标是引擎盖向下关闭的时间，单位是秒，纵坐标是几个关键点乙向位移，单位是毫米。point1 和 point2 是靠近大灯和保险杠的两点，过关量的模拟结果 pointl为5.8mm，point2 为4.8mm，因为有一对缓冲块靠 point2 比较近，所以 point2 处的过关量比 point1 处要小。point3 是y=0对称面上靠近格栅的点，其过关量为5.3mm。引擎盖和前保险杠蒙皮、大灯和格栅的设计的间隙为 5-6mm。根据计算结果设计是满足要求的。试验证明引擎盖的确没有砸坏前端的塑料件。
图5 过关量结果输出
图5中，三条曲线分别是引擎盖上关键点在盖略上抬后以一定的初速度关闭过程中z向位移。根据曲线我们能看到引擎盖以一定的初速度开始向下运动，达到正常关闭位置后，由于惯性，还会继续下行。当动能完全被吸收转化为势能时，引擎盖到达最低点，然后势能释放转化成动能，接下来动能转化成势能，这样不断的衰减下去，最后引擎盖停在正常关闭位置。由于计算到完全停下来计算时间很长，本文仅算了一个循环。
point1，2，3 点的位置不同，point2离缓冲块较近，point3 离锁处较近，另外一定角速度下线速度有所不同，同时整个系统计算考虑了材料非线性和几何非线性，其中存在变形，所以三个点初始位移为零，接下来的位移表现各有不同。
三条水平线分析是引擎盖上关键点在盖关闭到盖正常关闭位置时的乙向位移。
三条带箭头的线为所要输出的过关量，其值为最低位置与正常关闭位置的差值。
4.2.引擎盖内板应力在材料的屈服极限以内。试验中引擎盖的确不存在塑性变形。
结论
a.abaqus/explicit 软件可以模拟汽车引擎盖的开关耐久性试验。
b.通过模拟，既能预测引擎盖在使用中是否会砸坏前保险杠、格栅和大灯，又能预测缓冲块安装和所接触的局部结构的强度是否足够，有效地指导设计。
参考文献
软件 abaqus 的帮助文件 abaqus version 6.5-4 documentation
