全车铰链强度分析报告解读

目录
1 分析目的 (1)
2 使用软件说明 (1)
3 前门铰链 (1)
3.1有限元模型建立 (1)
3.2边界条件 (1)
3.3强度计算结果 (3)
3.4分析结论 (5)
4 中门铰链 (5)
4.1有限元模型建立 (5)
4.2边界条件 (5)
4.3强度计算结果 (6)
4.4分析结论 (8)
5 后背门铰链 (8)
5.1有限元模型建立 (8)
5.2边界条件 (8)
5.3强度计算结果 (9)
5.4分析结论 (11)
1 分析目的
铰链作为重要的安全件，用来确定车门与车身的相对位置，控制运动轨迹，保证车门的灵活开关。

本次分析对象为前门、中门和后背门铰链，以法规对各铰链试验标准为依据进行强度分析，得到在载荷作用下的应力变化，验证铰链设计的合理性。

2 使用软件说明
本次分析采用HYPERMESH作前处理，LS-DYAN求解。

HYPERMESH是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面，与多种CAD和CAE软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能；LS-DYNA是一个以显式为主，隐式为辅的通用非线性动力分析有限元程序，可以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性问题。

3 前门铰链
3.1有限元模型建立
对车身设计部门提供的QQ白车身前门铰链CAD模型进行有限单元离散，相对自身而言，铰链的厚度较大，因此采用TETRA进行建模，共包含TETRA单元197699个。

铰链的有限元模型如下图：
图1 前门铰链有限元模型
3.2边界条件
按照国标GB15086-2006《汽车门锁及门铰链的性能要求和试验方法》规定每个门铰链系统应能承受11110N的纵向负荷，不能脱开；每个门铰链系统应能承受8890N的横向
负荷，不得脱开。

在两个铰链的中心位置施加纵向或横向力，且过铰链的旋转中心。

为了考核铰链的强度，在铰链安装孔约束123456自由度，在过铰链旋转中心在铰链中间位置上施加横向力8890N,纵向力11110N计算铰链强度。

模型如下图：
图2 前门铰链横向加载模型
图3 前门铰链纵向加载模型
3.3强度计算结果
3.3.1横向8890N负荷工况
图4 横向8890N时前门铰链总成的应力云图
表1 横向8890N时铰链各零件的应力云图
铰链1 铰链2 销轴
应力
云图
最大值318.709 Mb 247.33 Mb 291.32 Mb δb350 Mb 350 Mb350 Mb
3.3.2纵向11110N负荷工况
图5 纵向11110N前门铰链总成应力云图
表2 纵向11110N铰链各零件的应力云图
铰链1 铰链2 销轴
应力
云图
最大值326.559 Mb 293.000 Mb 299.944 Mb δb350 Mb 350 Mb350 Mb
3.4分析结论
车门所用的铰链材料为SPHC，其抗拉强度>350MPa。

从分析中可以看出，最大应力均小于铰链的抗拉强度值，满足GB静态试验强度设计要求。

4 中门铰链
4.1有限元模型建立
对车身设计部门提供的QQ白车身中门铰链CAD模型进行有限单元离散，相对自身而言，铰链的厚度较大，因此采用TETRA进行建模。

铰链包含TETRA单元615902个。

4.2边界条件
在铰链安装孔约束123456自由度，过铰链旋转中心在铰链中间位置上施加横向力8890N,纵向力11110N计算铰链强度。

模型如下图：
图6 中门铰链横向加载模型
图7 中门铰链纵向加载模型
4.3强度计算结果
4.3.1横向8890N负荷工况
图8横向8890N中门铰链应力云图
表3 横向8890N铰链各零件应力云图
铰链1 铰链2 销轴
应力
云图
最大值157.573 Mb 194.613 Mb 42.552 Mb δb350 Mb 350 Mb350 Mb
4.3.2纵向11110N负荷工况
图9 纵向11110N中门铰链应力云图
表4 纵向11110N铰链各零件应力云图
铰链1 铰链2 销轴
应力
云图
最大值290.600 Mb 232.783 Mb 44.000 Mb δb350 Mb 350 Mb350 Mb
4.4分析结论
中门所用的铰链材料为SPHC，其抗拉强度>350MPa。

从分析中可以看出，最大应力均小于铰链的抗拉强度值，满足GB静态试验强度设计要求。

5 后背门铰链
5.1有限元模型建立
对车身设计部门提供的QQ白车身背门铰链CAD模型进行有限单元离散，相对自身而言，铰链的厚度较大，因此采用TETRA进行建模。

铰链包含TETRA单元133711个。

5.2边界条件
在铰链安装孔约束123456自由度，过铰链旋转中心在铰链中间位置上施加纵向力8890N,垂向力11110N计算铰链强度。

模型如下图：
图10 背门铰链纵向加载模型
图11 背门铰链垂向加载模型
5.3强度计算结果
5.3.1纵向向8890N负荷工况
图12 纵向8890N后门铰链总成应力云图
表5 纵向8890N铰链各零件应力云图
铰链1 铰链2 销轴
应力
云图
最大值247.300 Mb 292.325 Mb 126.192 Mb δb350 Mb 350 Mb350 Mb
图13 垂向11110N后门铰链总成应力云图
表6 垂向11110N铰链各零件应力云图
铰链1 铰链2 销轴
应力
云图
最大值321.042 Mb 212.199 Mb 271.808 Mb δb350 Mb 350 Mb350 Mb
5.4分析结论
背门所用的铰链材料为SPHC，其抗拉强度>350MPa。

从分析中可以看出，最大应力均小于铰链的抗拉强度值，满足GB静态试验强度设计要求。

读书的好处
1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。

——达尔文
5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。

——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。

——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。

——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。

——陆游
15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。

——笛卡儿
17、学习永远不晚。

——高尔基
18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。

——刘向
19、学而不思则惘，思而不学则殆。

——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。

——培根。