汽车车身有限元建模在 CAE 分析过程中占用了大量时间，是属于耗费精力和时间的重复劳动；通过 BatchMesher 批处理建模工具在车身建模中的运用，减少前处理时间，使 CAE 工程师有更多时间和精力专注于分析和优化，为设计更好的结构提供了必要条件。

在车身 CAE 分析中，建立有限元模型是非常耗时耗力的工作。以一款轿车为例，白车身加四门两盖的零件多达 500 个，除去完全对称的也有大约 300 个零件需要建立有限元模型，工作量相当大。而基于这些模型进行 CAE 分析只需要几个小时甚至几分钟！

汽车开发中对时间的控制相当严格，在给定的时间内必须完成 CAE 分析和改进工作；而作铺垫的前处理建模却占用了约一半的时间，使最有价值的优化改进时间相当紧张，对CAE 工程师产生了巨大的压力。

BatchMesher 工具是为了缓解这种矛盾的产生的批处理工具，适合大量的薄壁零件建模。本文主要阐述 BatchMesher 的特点和在汽车车身有限元建摸中的应用。

BatchMesher 批处理建模的特点

以发动机仓总成为例，该总成有 74 个零件，以 10×10 的单元尺寸进行建模，使用表1 的 SHELL 单元质量标准作为 criteria 文件，使用默认 param 几何处理文件。

表 1 单元质量标准

完全合格的单元质量+需要调整的局部结构

用 BatchMesher 工具自动生成有限元模型，实现自动几何处理，其单元质量几乎完全符合 criteria 文件中设置的单元标准。该总成单元数量 72111 个，不合格单元数量 30 个，不合格率几乎为 0，其 QI 质量检查如图 1 所示，可以用于精度较低的快速估算分析。

图 2 发动机仓总成 QI 检查

BatchMesher 不能完全替代手工，自动处理后的单元需要调整。由于相切面之间的切线 suppress 后可能造成几何不贴合；三角形单元太多；对汽车的特殊结构如翻边处理不好；还有零件个体之间的差异等多种原因造成 BatchMesher 处理后的单元需要手工调整。

当然可以根据不同的零件特征，通过调整 param 文件的参数，得到调整量较少的有限元模型。

对简单零件和复杂零件体现不同的调整量

简单零件，完全不需要调整或者只需要少量调整。这些零件大多比较规则平整。如图3所示。

图 3 BatchMesher 对简单零件处理结果

复杂零件，多孔、多凸台、多倒角。如图 4 所示零件，调整时间约 1 个小时。

图 4 BatchMesher 对复杂零件处理结果

‘畸形’零件，如图 5 所示，零件结构本身导致调整困难，产生大量三角形，对熟练的建模人员来说，重新划分比调整更快，这类零件常见于顶盖加强件和车门加强件。

图 5 BatchMesher 对‘畸形’零件处理结果

BatchMesher 的效率

BatchMesher 完全替代了手工处理几何的工作，并有良好的单元质量。以发动机总成

为例，评价其效率。发动机仓总成 74 个零件，BatchMesher 自动处理时间 3276 秒（约 55分钟）。自动处理后的手工网格调整时间见表 2。

表 2 BatchMesher 处理后的手工调整时间

BatchMesher 对不同复杂程度的零件处理，对较简单零件效率特别高，对复杂零件可以调整 param 文件内的参数多做几个方案得到调整量少的结构；对畸形结构可以重新划分。根据不同的网格特点对应处理，节省能够节省的时间。

在车身薄壁零件的有限元建模中，和全手工划分相比，Batch Mesh 的使用节省了时间和精力，使建模的劳动强度降低，随着对这个工具使用经验的增多，将会发挥更大的效率。图 6 为 BatchMesher 对时间和精力节省的主观评价。

图 6 BatchMesher 的效率

通过 BatchMesher 的使用，将建模时间缩短，增加了优化时间，体现了 CAE 分析工程师的价值。

BatchMesher 的其他优点和建议

1）操作非常简单，容易上手。

2）建模质量统一、有规律，不受建模人员熟练程度的影响。

3）不占用工作时间；即使工作时使用，CAE 工程师不需要投入精力，可以做其他事情。

4）建议加强对 Error Codes 的描述，Code 107 往往找不到出错原因。

5）建议减少容易调整的明显建模错误，如一个四边形剖成四个三角形等。