双内摆车门机构仿真分析
宇通公交车内摆门设计
公交客车车门设计[摘要] 在人们的日常生活中，公交车已经成为了越来越重要的一个部分。
可以说，公交车已经是现代年轻人日常出行的必备交通工具了。
特别对于大城市的年轻人来说，他们具有一定的环保意识，在自身资金不足以支持购买小轿车的情况下，公交车由于便捷环保并且便宜等特点，成为了他们出行交通工具的最佳选择。
本文在查阅了大量的参考文献之后，经过对公交车双内摆门各个组成部分的构造以及内摆门的助力、驱动系统的分析和研究，最终设计出密封和门泵的构造。
除此之外，对于主要部件外的一些内摆里的重要附件也进行了选择、筛除以及设置，同时设计并改进了出现的门轴脱落情况。
在对目前内摆门的一些设计情况进行了调查研究之后，我们总结对比了国内外的相关公交车的一些设计情况，以此来发现目前我国在这方面存在不足，再加以改进完善，这也是本次公交车门的设计意义所在。
公交客车车门的设计涉及的知识不仅仅与人体工程学、机械结构工程学以及流体力学有关，同时也涉及了这些先决知识之中的研究机械工程学，整个设计将会包含整体的经济性和工艺性。
[关键词]内摆门；传动机构；驱动系统The Design of Bus DoorAbstract In people's daily life, bus has become an increasingly important part. It can be said that the bus has become a necessary means of transportation for the daily travel of modern young people. Especially for young people in big cities, they have a certain sense of environmental protection. When their own funds are insufficient to support the purchase of cars, buses become the best choice for them to travel because of their convenience, environmental protection and cheapness. In this paper, after consulting a large number of references, through the analysis and research of the structure of each component of the double inner swing door of the bus, as well as the power and driving system of the inner swing door, the structure of the seal and the door pump is finally designed. In addition, some important accessories in the inner pendulum besides the main components are selected, screened and set up. At the same time, the falling off of the door axle is designed and improved. After investigating and researching the design of internal swing door, we summarize and compare the design of relevant buses at home and abroad, in order to find the shortcomings in this area in our country, and improve it, which is also the design significance of this bus door. The knowledge involved in bus door design is not only related to ergonomics, mechanical structure engineering and fluid mechanics, but also involves the research of mechanical engineering among these prerequisite knowledge. The whole design will include the overall economy and technology.Keywords：目录引言 (4)1公交客车车门布置 (5)2公交车内摆门运动件总体设计 (10)2.1内摆门运动机构设计 (10)2.1.1确定铰链臂的相对位置以及门的铰接点和滚子的中心 (10)2.1.2机构各位置的定位与尺寸计算 (14)2.2开度、入口大小的选择确定 (17)2.3公交车内摆门的干涉校核 (18)3车门部件设计 (22)3.1公交车内摆门框架设计 (22)3.1.1公交车内摆门框架设计方案选择 (22)3.1.2内摆门门摆的设计 (23)3.2密封结构的设计 (26)3.2.1内摆门密封结构的方案选择 (26)3.2.2内摆门密封材料的性能要求 (28)3.3内摆门控制方式 (29)4内摆门气动系统总设计 (31)4.1气动装置和气动防夹系统的工作原理 (31)4.1.1气动原件的工作原理 (31)4.1.2气动防夹系统的工作原理 (34)4.2门泵选型计算 (35)4.2.1气缸负载计算 (35)4.2.2气缸缸筒壁厚的计算 (35)4.2.3气缸耗气量的计算 (37)4.2.4气缸进气口直径计算 (37)4.3连接方式的选择 (38)4.4气缸的密封设计 (38)5气动防夹装置的原理及改进措施 (40)5.1传统防夹系统的结构 (40)5.2传统防夹装置弊病 (42)5.3不同于现有气动防夹措施的改进 (42)结论 (45)致谢词 (46)参考文献 (47)引言随着经济科技的快速发展，人们的生活水平日益提高。
某车型车门结构分析及优化
某车型车门结构分析及优化汽车科技的进步很大程度上是由鲜血和事故换来的,所以汽车的进步多是出于安全问题考虑的。
从汽车碰撞引发的死亡率和受伤率的历史数据来看,侧面碰撞是排第一位的。
虽然在方向盘和车门上安装了安全气囊和安全带作为防护措施,但由于车门与人相距较近,若车门结构不合理或其强度太低,那么这些安全措施也无法很好的保证乘客安全。
另外,车门作为乘客和乘客舱的唯一进出通道,必须能保证足够的开闭性,在交通事故中车辆即使被挤压变形,也要保证车门能够正常的开启。
所以本文在国内外大量的研究基础上,针对我实验室某车型白车身的车门,在保证各部件刚度的有效范围内,进行静力学、动态、刚度和模态分析。
同时,针对低阶模态,在力求避开发动机、路面等激励频率的条件下,对该车门进行结构优化和轻量化设计等方面的研究。
以下为具体内容:(1)车门结构的有限元模型。
叙述了建模的具体过程,材料属性,厚度等参数,并在建模基础上进行网格划分,最终确定出有限元模型。
(2)车门的模态分析及模态试验。
阐述了模态分析的相关理论,并在有限元软件中对车门进行约束模态的分析,然后对其前几阶模态和振型进行了模态分析,为了验证建立的有限元模型的正确性,通过对实体车门进行模态试验,证明了有限元模型的正确性。
(3)车门的刚度分析。
利用Hypermesh商业有限元软件对不同工况和不同载荷下的车门进行分析,得出了各工况下车门的扭转刚度和下沉刚度。
(4)灵敏度分析。
本文基于灵敏度分析方法提出了一种标准化处理方法和正交化试验相结合的多指标综合评价方法,筛选出对车门性能影响较大的车门零部件。
(5)车门的结构优化设计。
使用最优拉丁超立方试验设计方法对优化设计变量原始厚度20%的进行了样本采样,其次使用有限元模型计算,得到了完整的样本空间,用此样本建立了近似模型,继而对车门开展了优化设计和轻量化等工作,最后以优化结果为准,对有限元模型进行了改进,以提高近似模型的可靠性。
汽车前后门装配定位方案虚拟仿真分析
收稿日期：2019－05－22汽车前后门装配定位方案虚拟仿真分析张少雄（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广州511434）摘要：汽车四门区域的精度控制需要充分运用尺寸链分析方法进行装配定位分析，制定符合现有生产工艺水平的、能够提高匹配精度的最优装配定位方案。
通过三维分析软件对比前后门两个主流装配定位方案的优劣，量化了不同的装配定位方案造成偏差的影响贡献因子和灵敏度对比，提出了结合实际项目结构设计和工艺过程制定合理的质量控制方案，以降低公差较大的影响因子对DTS 偏差的灵敏度。
关键词：前后门；装配方案；DTS ；虚拟分析中图分类号：U463.8文献标志码：A文章编号：1009－9492(2020)01－0081－05Virtual Simulation Analysis of Car Front and Rear Door AssemblyPositioning SchemeZHANG Shaoxiong（The Automotive Engineering Institute of Guangzhou Automobile Group Co.，Ltd.，Guangzhou 511434，China ）Abstract:The accuracy control of automobile four-door area needs to make full use of dimension chain analysis method to carry out assemblypositioning analysis,and formulate the optimal assembly positioning scheme to improve the matching accuracy in accordance with the existingproduction process level.By comparing the advantages and disadvantages of two main assembly positioning schemes of front and rear doors with three-dimensional analysis software,the contribution factors and sensitivity comparisons of the deviation caused by different assembly positioning schemes were quantified,and a reasonable quality control scheme was put forward based on the actual project structure design and process,in order to reduce the sensitivity of DTS deviation caused by larger tolerance impact factors.Key words:front and rear door ；assembly positioning schemes ；DTS ；virtual simulation analysisDOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2020.01.030第49卷第01期Vol.49No.01机电工程技术MECHANICAL &ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGY张少雄.汽车前后门装配定位方案虚拟仿真分析［J ］.机电工程技术，2020，49（01）：81-85.0引言汽车外观是吸引潜在顾客进行消费选择的重要因素，车身外观从视觉角度可以分成前端区域、侧围四门区域、尾部区域等。
基于汽车碰撞模拟仿真的车辆车门开启力研究与优化
基于汽车碰撞模拟仿真的车辆车门开启力研究与优化近年来，随着汽车工业的快速发展和人们对汽车安全性能的高要求，汽车碰撞模拟仿真成为了一个重要的工具。
在汽车碰撞事件中，车门的开启力是一个关键参数，直接关系到车内乘员的安全。
本文将基于汽车碰撞模拟仿真技术，对车辆车门开启力进行研究与优化。
1. 车门开启力的意义与背景介绍汽车碰撞事故是造成伤亡和财产损失的重要原因之一。
在侧面碰撞和正面碰撞中，车门的开启力直接影响乘员的逃生时间和安全性。
因此，研究车门开启力具有重要意义。
2. 碰撞模拟仿真的原理与方法碰撞模拟仿真是通过数值计算方法，对车辆在碰撞过程中产生的力学响应进行建模和分析。
它可以有效模拟真实碰撞事故，并提供准确可靠的数据，为改善车辆安全性能提供科学依据。
3. 车门开启力的仿真建模与分析通过对车门结构进行三维建模，并设置合适的边界条件和材料参数，可以进行车门开启力的仿真分析。
通过对不同碰撞情况下的车门开启力进行模拟，可以获得开启力的分布情况和变化规律。
4. 车门结构的参数优化在现有车门结构的基础上，通过对车门结构参数的调整，可以进一步优化车门的开启力。
例如，改变车门板材的厚度、材料的刚度和使用更高强度的连接件等，都可以对开启力进行优化。
5. 模拟结果验证与实验测试为了验证仿真结果的准确性和可靠性，还需要进行实验测试。
通过在实验室中搭建碰撞测试平台，采集车门开启力的实际数据，并与仿真结果进行对比分析，可以验证仿真模型的可行性。
6. 结果分析与总结根据仿真结果和实验数据，对车辆车门开启力的研究与优化进行综合分析。
结合车辆安全性能要求和成本效益考虑，提出合理的优化方案，并对其效果进行评估。
通过以上步骤，基于汽车碰撞模拟仿真的车辆车门开启力研究与优化工作可以得到科学有效的结果，为改善汽车安全性能提供技术支持和决策依据。
在未来的研究中，还可以进一步完善仿真模型和优化方法，以实现更高水平的车门安全性能。
机车车门强度有限元仿真计算分析
机车车门强度有限元仿真计算分析摘要：本文以机车车门为研究对象，依据TB/T 3266-2011标准对机车车门强度进行有限元仿真分析。
计算结果表明该机车车门能够满足强度要求。
关键词：机车车门；有限元仿真；强度1.概述机车车门是车体的重要部件之一,它具有分隔空间、密封防雨、隔音消音、保温隔热等功能, 在紧急情况下是司乘人员逃生救护通道。
高速和重载已经成为铁路机车的主要发展方向，随着机车速度的提升，车体轻量化设计越来越重要，因此采用铝合金材料替代钢材，内部填充铝蜂窝的铝车门，成为车门发展的重要趋势。
在新型铝车门设计开发过程中，采用有限元仿真分析，根据TB/T 3266-2011对机车车门强度进行了仿真计算，对设计中不合理的结构提前做出分析预判，极大地提高新产品研发效率和产品的性能及可靠性，降低新产品开发成本，提高产品的竞争力。
1.有限元计算模型建立有限元计算模型采用实体建模，首先利用CAD软件建立机车车门的三维实体模型，为了更准确的施加载荷，同时建立了与车门连接的车体钢结构模型。
然后导入ANSYS有限元分析软件，经过处理生成计算模型。
车体钢结构、门框、门扇、折页采用三维实体单元SOLID187, 在车体钢结构与门框之间接触面建立接触单元，车体钢结构与门框之间的螺钉采用梁单元模拟，并施加螺钉预紧力。
折页与门框、门扇之间接触面建立接触单元，折页与门框、门扇之间的螺钉采用梁单元模拟，并施加螺钉预紧力。
由于门扇之间有铝蜂窝型材，具体如图1所示。
铝蜂窝型材根据实际模型划分网格数量巨大，需要进行简化。
因此通过单独建立门扇之间铝蜂窝型材模型，施加单位力可以得到其三向刚度，在计算模型中在门扇之间通过Bushing单元模拟铝蜂窝型材。
图1 门扇内铝蜂窝结构图1.计算载荷、工况及边界条件3.1 计算载荷3.1.1根据 TB/T 3266-2011《机车车门通用技术条件》5.2 规定：冲击振动载荷：将车门以锁紧位固定，振动频率为50Hz, 振动加速度为1g，分别作垂向、横向、纵向振动；振动频率为10Hz, 振动加速度为5g，作纵向振动。
车门开闭耐久仿真分析研究及优化
10.16638/ki.1671-7988.2020.05.042车门开闭耐久仿真分析研究及优化乔淑平，徐成民（上汽大众汽车有限公司，上海201805）摘要：针对在车门开闭耐久试验过程中，某样车车门出现的焊点疲劳开裂问题，在考虑铰链连接、密封条连接及焊点细化建模的前提下，建立车门开闭耐久仿真有限元模型；根据Miner线性疲劳累计损伤理论，对车门开闭模型进行疲劳仿真分析，找出结构设计的风险点。
在此基础上，提出优化方案，进行仿真疲劳寿命预测，最终通过试验验证了优化方案的有效性。
提出了一种针对车门开闭耐久试验中焊点开裂的疲劳分析优化方法，可以在产品设计开发阶段，准确地发现问题并快速解决问题，可以缩短开发周期，节省开发费用，具有一定的工程实用价值。
关键词：车门；焊点；疲劳开裂；耐久仿真中图分类号：U463.83+4 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)05-143-05Fatigue Life Analysis and Optimization of Car Door Based onDoor Opening-closing Durability TestQiao Shuping, Xu Chengmin（SAIC V olkswagen Automotive Co., Ltd, Shanghai 201805）Abstract:As for the fatigue crack problem of the welding spot in the prototype vehicle door during the opening-closing durability test, a nonlinear transient finite element model is analyzed based on hinge model, seal model and refining welding spot model. The Miner's linear fatigue damage accumulation rule was used to predict the fatigue life of door through opening and closing model, then risk areas were identified. Considering the fatigue simulation result, an optimization structure is presented and then fatigue life predicted. The durability opening-closing door test proves the validity of the fatigue analysis and optimization. A fatigue life analysis method for welding spot crack in door opening-closing durability test is presented, problems are found exactly and solved quickly during development period, which greatly shorten the cycle and save the cost of development. The proposed method has a significant reference.Keywords: Car door; Welding spot; Fatigue crack; Durability simulationCLC NO.: U463.83+4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)05-143-05前言车门是汽车的重要组成部分，具有保持人员进出、形成密闭空间、提高结构防撞性等功能。
毕业设计-车门CATIA建模及有限元分析
本科毕业设计微型车中门内板设计陶冶燕山大学2010年 6月本科毕业设计微型车中门内板设计学院(系)：车辆与能源学院专业：车辆工程学生姓名：陶冶学号： 060105020025 指导教师：梁晨答辩日期： 2010.6.24燕山大学毕业设计任务书摘要摘要性能上，车门质量影响车辆侧撞安全性、风噪声、防水性、车门启闭轻便性以及车辆外观等性能，车门设计质量直接影响到整车性能；结构上，车门是由具有复杂空间曲面形状的内板、外板以及起局部加强作用的加强板通过冲压和点焊组合而成的空间薄壁板壳结构。
车门设计是整个车身设计中结构复杂但又相对独立的一个环节。
本文在学习和分析车门设计中的设计规则和经验知识的基础上，在CATIA中建立了车门内板及内腰加强板的三维模型；并运用有限元分析软件HyperWorks对车门进行了扭转工况和挤压工况下的刚度分析，分析结果车门的扭转刚度和挤压刚度均符合公司要求；从焊点布置、焊接接头形式的选择、装焊夹具的选择和装焊质量控制等方面分析了车门的装焊工艺。
关键词车门；建模；有限元分析；装焊工艺燕山大学本科生毕业设计(论文)AbstractThe quality of the door affects vehicle side impact safety、wind noise、protection against ingress of water、the resistance during the whole process of door opening and closing、the appearance of the car directly. The design quality of the door affects the whole performance of a car directly. The door is manufactured by stamping and spot welding. It is a plate and shell structure constituted of an inner door panel, an outer door panel and many reinforcement plates which can strengthen the door in local. Door design is a complex and relatively independent part in body design processUse CATIA to get the models of the inner door panel and a reinforcement plate, based on the study of the design rules and experience knowledge of the door design. Then the stiffness analysis of torsional case and extrusional case is carried out using OptiStruct. Torsional stiffness and extrusional stiffness of the door both can meet the requirement of the company. The assembly welding technology is analyzed from welding spots arrangement, type of welding joint, assembly welding clamp and welding quality control.Keywords Door; Modeling; FEM; Assembly welding technology目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)1.1课题背景 (1)1.2课题研究意义 (1)1.3本文研究内容 (2)第2章中门内板及加强板3D建模 (3)2.1建模软件简介 (3)2.1.1创成式外形设计模块功能简介 (4)2.1.2钣金件设计模块功能简介 (4)2.1.3零部件设计模块功能简介 (4)2.2三维参数化建模 (4)2.2.1三维参数化建模的特点 (5)2.2.2三维参数化建模的实现方法 (5)2.3全局观在基本建模中的技巧体现 (7)2.3.1全局建模中特征树的规范化 (7)2.3.2全局中材料去除/添加特征的顺序 (8)2.3.3全局中倒角等特征的放置顺序 (8)2.3.4全局中轴建模方法的选择 (8)2.4外形修正及分析 (8)2.4.1斑马线分析 (9)2.4.2光照分析 (9)2.4.3对称检查 (9)2.5中门内板及加强版三维建模的步骤与方法 (10)2.5.1中门内板建模 (10)2.5.2内腰加强板建模 (17)2.6本章小结 (17)第3章中门有限元建模及刚度分析 (18)3.1有限元分析方法介绍 (18)3.2软件介绍 (18)3.3具体分析过程 (19)3.3.1车门基本参数 (19)3.3.2有限元模型的创建 (21)3.3.3刚度分析结果 (28)3.4本章小结 (30)第4章装配与焊接工艺分析 (31)4.1焊接结构公艺性 (31)4.1.1结构材料的选择 (31)4.1.2焊接接头的形式 (31)4.1.3焊接接头的厚度 (32)4.1.4焊点的布置 (32)4.1.5结构的开敞性 (32)4.1.6结构的分解装配 (33)4.1.7互换性的难易程度和精度要求 (33)4.2车身装焊的结构特点 (33)4.3车身装焊方法及其选择 (34)4.3.1电阻点焊原理及工艺 (34)4.3.1装配方案及原则的确定 (38)4.3.2装焊过程和装焊图表 (38)4.3.3装焊工艺规程的典型工序 (38)4.3.4车身的装焊工艺 (38)4.4车身装焊夹具 (39)4.4.1合件、分总成装焊夹具 (39)4.4.2车身总成装焊夹具 (39)4.5车身装焊的质量控制 (40)4.6中门内板及加强板的装焊工艺 (40)4.6.1中门内板与加强板的结构关系 (40)4.6.2焊接工艺参数的的选择 (40)4.7本章小节 (41)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)附录1 (46)附录2 (49)附录3 (52)附录4 (60)第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景现在汽车正朝着低能耗、低排放、低成本方向发展。
基于Nastran高级仿真的车门有限元分析
作者简介：左小勇，讲师，博士研究生，研究方向：职业技术教育、汽车运用工程。
汽车制造装配质量影响着车辆外观和整车质量，公差分配设计是在初期时规定零件的尺寸、公差的要求。
能够影响冲压模具、焊台的精度，是制造误差原因的上游，因此公差分配优化在汽车设计时至关重要。
目前，国内外研究者在公差分配优化研究上，主要是对刚性体，而对柔性件如车身等研究少见。
即便有，一般也是将其理想化为刚性体，进而进行研究。
但这一处理，无法满足汽车设计中对公差分配的高要求。
车门及其侧围、铰链等由钢板冲压制造需要考虑此类柔性冲压钣金件变形情况下的公差分配优化，本文基于Nastran 仿真模块对车门及其附件在三维公差分配优化之前考虑零件的变形情况，对模型进行有限元分析。
得出柔性冲压件车门在不受外力情况下的应力应变，以便优化车门公差分配。
一、有限元分析有限元分析是一种将工程实际问题有限元化的现代工程分析计算方法。
其基本思想是复杂问题简单化，用有限的未知量去逼近无限的真实系统，在模拟部件受力、应变时，是一种很有效的数值分析方法。
二、基于Nastran 的高级仿真要对车门做有限元分析，得到车门及其侧围，包括车门铰链受重下的变形，本文使用UG6.0的高级模块进行仿真计算分析。
在仿真时，先对模型进行网格处理，然后定义约束，施加应力。
使用Nastran 求解，得到车门及其附件在不受外力，仅有自身重力情况下的应力应变。
三、车门的有限元仿真车门及其铰链受力变形对车门外观和制造质量都有影响。
本部分通过有限元分析，得出车门及其附件在不受外力，仅受自身中立情况下的应力应变。
（一）建立数学模型模型的网格划分数量不能过多，否则一方面网格划分繁琐，另外会较大增加计算量和时间，还可能引起内存溢出。
对车门的有限元分析，可以把不影响整体结构的孔和小的圆角简化掉，这样既减少了网格数量，又降低了网格划分难度。
关于车门扣手和风窗孔，可以用自由曲面补平；安装孔、槽等可以忽略。
处理之后的模型如图1所示。
Dynaform车门冲压成形过程仿真与坯料设计Dynaform
1 绪论1.1 研究背景车身覆盖件成型是一个复杂的变形过程，成型质量受许多的因素影响。
传统冲压过程主要是依靠技术人员的经验来设计加工工艺和模具，然后通过试模生产来检验覆盖件是否符合产品的设计要求。
这样不仅产品的设计周期长而且消耗大量的人力物力。
随着计算机软硬件技术、图形学技术、人工智能技术、板料塑性变形理论和数值计算方法等的发展．以及与传统的工艺/模具设计技术的交叉集成开创了利用CAD／CAM/CAPP技术和CAE数值模拟分析技术进行覆盖件成型工艺设计的新领域。
最近几年，随着计算科学的快速发展和有限元技术应用的日益成熟，CAE技术模拟分析金属在塑性变形过程中的流动规律在现实生产中得到愈来愈广泛的应用。
CAE 技术的成功运用，不仅大大缩短了模具和新产品的开发周期，降低了生产成本，提高企业的市场竞争能力，而且有利于将有限元分析法和传统的实验方法结合起来，从而推动模具现代制造业的快速发展，国内外已经有很多学者在这方面做了研究[1]。
传统的汽车覆盖件模具因其体积大、工作型面复杂、设计周期长，已成为开发新车型的瓶颈。
目前大多采用钢制模具来生产薄板类以及覆盖件类零件．因此带来冲压模具制造周期长、成本高和加工难度大等一系列问题，尤其是在零件的中小批量生产和新产品试制时，这些不足就更加凸显出来。
对于成熟零件，探讨研究基于Dynaform的CAE技术对汽车覆盖件及其冲压模具的设计过程进行仿真模拟分析[2]。
在板料成形生产中，使用传统工艺试制模具耗时较多不能适应竞争日趋激烈的现代市场，对成本、产品研发周期以及产品质量等方面提出了越来越迫切的要求。
在传统的模具设计制造过程中，过多时间浪费在“设计→试制→发现问题→再设计→再试制→再发现问题”的循环中，因而成本耗费大，面对现代市场对产品更新换代目益加快的需要，原始方法可是远远不能够解决问题的。
相比之下，在模具设计过程中使用CAD／CAM／CAE技术的优越性更为明显，国内虽有许多企业采用该技术并取得了一些经验和技巧，但能真正利用UG、Pro／E，Deform及Dynaform等大型软件进行模具的三维参数化设计与制造，并进行冲压仿真来指导设计的还不多。
车门铰链的有限元建模方法及车门下垂刚度仿真试验方法
有限元建模是汽车门铰链力学设计中广泛应用的计算方法。
有限元建
模可以用来预测汽车门铰链的应力分布、弯矩分布、受力铰链关系等
特征参数。
采用有限元建模方法建立汽车门铰链，主要包括以下步骤：对汽车门
铰链进行模型绘制，采用选定的有限元素形式，并给出每个单元的积
分格点和物理参数；求解结构模型的数值计算模型，采用拉格朗日把
有限元分析归结为基本因子矩阵乘法形式，给出各个节点受力情况；
给定运动边界条件，求解门铰链的有限元受力分析模型，计算出铰链
的力学特性参数；根据建模的结果，分析汽车门铰链的受力情况，提
出改进后的设计方案。
为了评估有限元建模得到的汽车门铰链的受力特性，可采用车门下垂
的刚度仿真试验方法。
该方法将汽车门上的支撑铰链当作一组简化的
悬挂系统，铰链的弹性受荷载时的变形作为参数，求解汽车门铰链在
车辆行驶时的下垂稳定情况。
仿真结果可以与实际安装汽车门铰链的
情况进行对比，分析出车门下垂受力稳定状态，从而设计出满足汽车
行驶历程要求的车门支撑铰链方案。
总之，有限元建模方法和车门下垂刚度仿真试验方法是汽车门铰链力
学设计的重要工具，可以很好地提高汽车门铰链的受力稳定性和刚度。
此外，采用有限元建模也可以在汽车设计上形成创新的思路，有助于
汽车的整体安全性能的提高。
车门开闭耐久仿真分析研究及结构优化
10.16638/ki.1671-7988.2021.09.008车门开闭耐久仿真分析研究及结构优化胡冬青，周德生，刘向征，喻赛，范建军（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州511434）摘要：车门开闭耐久性能在整车设计中至关重要，直接影响汽车的品质和品牌形象。
文章基于有限元理论和疲劳耐久理论在HyperMesh软件中建立某车型车门开闭耐久分析有限元模型，解决了玻璃升降器区域钣金开裂问题。
首先，利用Abaqus/Explicit求解器进行冲击强度的瞬态动力学分析，获得各单元时域下的冲击应力；然后在Ncode 软件中基于各单元时域下的冲击应力及结合冲击时间历程，预测车门结构设计的危险区域。
在此基础上，提出优化方案并进行疲劳分析，经试验验证了优化方案的有效性。
关键词：车门；冲击强度；疲劳寿命；开裂中图分类号：U463.83+4 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)09-30-05Car Towing Hook Strength Analysis and Design Based on Topology Optimization Hu Dongqing, Zhou Desheng, Liu Xiangzheng, Yu Sai, Fan Jianjun( Automobile Research & Development Center of Guangzhou Automobile Group Co., Ltd.,Guangdong Guangzhou 511434 )Abstract:Door opening and closing durability is very important in vehicle design, which directly affects the quality and brand image of the car. In this paper, based on the finite element theory and fatigue durability theory, the finite element model of door opening and closing durability analysis is established to solve crack problem of the window regulator area by HyperMesh. Firstly, the transient dynamic analysis of impact strength is carried out by Abaqus/Explicit solver to obtain the impact stress of each element in time domain; then, based on the impact stress of each element in time domain and the impact time history, the dangerous area of door structure design is predicted in ncode software. On this basis, the optimization scheme is proposed and fatigue analysis is carried out. The effectiveness of the optimization scheme is verified by the test. Keywords: Door; Impact strength; Fatigue life; CrackCLC NO.: U463.83+4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)09-30-05前言车门是汽车的重要组成部分，在日常使用中反复开关车门，局部区域所受应力虽未达到材料的屈服极限，但仍可能出现疲劳裂纹进而断裂，导致异响、生锈和漏水等问题。
公交车门运动机构原理分析及模型制作
公交车门运动机构原理分析及模型制作Prepared on 24 November 2020公交车门运动机构原理分析及模型制作材料科学与工程学院2011级卓越一班第2小组组员：朱富慧、王文霞、徐潇、赵洪阳目录一、车门机构数据采集本组主要了解了k52路公交的车门构造，通过拍摄细节照片和录制视频收集数据，并分析其运动原理和利用solidworks软件制作其模型（该过程在保证机构正常运动前提下，仅做了少部分简化和优化，最大程度保持拟实性与美观性）。
收集到的资料（视频资料参见附件）如下：二、机构运动原理分析车门运动机构简图该运动机构包括5个构件， 1、5为机架，2、3为杆件，4为滑块。
4个低副：3个转动副O1、O2、O3和一个移动副。
自由度F=3n-2P L-P H=3×3-2×4-0=1,自由度为1，有确定的运动。
三、装配分析该机构中，1、5为机架，连接在车体上；杆件2：柱子、柱子扣、连杆组成的整体；杆件3：车门；O1：机构与动力系统连接形成的转动副；O2：连杆与门连接形成的转动副；O3：门与滑块4连接形成的转动副。
四、运动过程分析开门时，动力系统通过转动副O1使杆件2顺时针转动，杆件2通过转动副O2及杆件3（门）带动滑块向两侧滑动同时在O3作用下使之逆时针旋转。
关门与开门工程相反。
五、装配效果图（另可参见附件2）六、装配效果动画展示参见附件3.七、部分零件模型（另可参见附件2）八、成果与收获在本次公交车门运动机构原理分析及模型制作的协作中，我们实地收集资料、分析原理、制作模型，并成功利用模型模拟了车门机构的运动。
从中我们也遇到许多配合和尺寸方面的问题，提升了综合分析问题的能力，对机构运动原理也有了更为深刻的认识。
车门玻璃机构运动分析流程
惯性力优化
通过优化机构设计，减小 运动过程中的惯性力，降 低机构运动对电机的依赖 ，提高能效。
机构动力学性能优化
弹性动力学分析
对机构进行弹性动力学分 析，了解机构在动态载荷 作用下的性能表现，为优 化提供依据。
阻尼特性优化
通过改变机构的阻尼特性 ，提高机构在运动过程中 的稳定性，减小运动振动 。
刚度提升
02
当产品出现故障时，可以利用运动分析流程对故障进行定位和
分析，找出故障原因，提出解决方案。
性能优化
03
通过对产品运动性能的分析，可以找出产品存在的不足之处，
提出优化方案，提高产品的性能。
未来发展趋势与展望
智能化分析
随着人工智能和机器学习技术的不断发展，未来运动分析 流程将更加智能化，能够自动进行数据处理和分析，提高 分析效率和准确性。
优化机构的刚度分布，提 高关键部位的刚度，减小 变形，提高运动精度。
改进建议与实施方案
模块化设计
采用模块化设计理念，便于机 构的维护与更换，降低维修成
本。
高强度材料应用
在关键受力部位采用高强度材 料，提高机构的承载能力与寿 命。
精密制造技术
采用精密制造技术，如数控加 工、电火花加工等，确保机构 零件的加工精度，提高运动性 能。
分析流程简介
5. 结果评估与优化
1
2
根据分析结果，评估车门玻璃机构的运动性能。
3
针对发现的问题，提出优化建议，改进机构设计 。
02
运动学建模
机构建模方法介绍
拓扑结构建模
此方法基于机构的拓扑结构，采 用关节和连杆等元素描述机构的 运动关系。适用于简单机构，但
对于复杂机构建模较为繁琐。
车门模态试验方法
车门模态试验方法1. 概述1.1 分析目的模态分析亦即自由振动分析，是研究结构动力特性的一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。
模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。
模态参数可以由计算或实验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。
模态分析的最终目的是识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报、结构动力特性的优化设计提供依据。
此次车门模态分析应用可归纳为：●获得车门结构的固有频率，避免共振现象的发生。
●应用模态叠加法求结构响应，确定动强度和疲劳寿命。
●振动与噪声控制。
●有限元模型修正与确认。
1.2 使用软件说明ANSYS Mechanical是利用ANSYS的求解器进行结构和热分析的。
其可进行结构、动态特性、热传递、磁场及形状优化的有限元分析。
1.3 相关力学理论模态分析的经典定义是将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。
坐标变换的变换矩阵为模态矩阵，其每列为模态模型。
模态求解根据弹性力学有限元法，经分析的车身结构的运动微分方程为：[M]{a ̈(t)}+[C]{a ̇(t)}+[K]{a(t)}={F(t)} （1）式中，[M]，[C]，[K]分别为系统的质量矩阵，阻尼矩阵和刚度矩阵；{a(t)} ，a ̇(t)，a ̈(t) 分别为系统的位移列向量、速度列向量和加速度列向量，{F(t)}为系统的载荷列向量。
若无外力作用，即系统自由振动，有{F(t)}={0}；在求解车身结构自由振动的固有频率和振型时，阻尼对它们影响不大，因此，阻尼项可以略去，这时无阻尼自由振动的运动方程为：[M]{a ̈(t)}+[K]{a(t)}={0} （2）其对应的特征方程为：([K]-ω^2 [M]){a(t)} ={0} （3）（3）式中，ω为系统的固有频率。
车门玻璃机构运动分析流程
单拉索式玻璃升降器玻璃机构运动分析
Step 6 对该运动机构生成动画
1. 点击Compile Simulation工具条按钮
，出现如右图所示对话框，选择要生成动画文件
的名称及存放路径。点击OK按钮生成动画。
Confidential
Confidential
总的流程
车门玻璃机构运动分析流程
导入待分析的机构，及相关零件
分析和简化机构
建立机构
定义Commands
Confidential
定义运动副
车门玻璃机构运动分析流程
机构运动定义结果分析
Confidential
编译生成动画
车门玻璃机构运动分析流程
常用玻璃升降器运动仿真实例：
7. 定义驱动副的运动范围：双击点线 运动副，输入设定的运动范围
Confidential
单拉索式玻璃升降器玻璃机构运动分析
Step 4 运动分析定义
1. 向Product文档添加相关部件的Part文档，并分 别将其与对应的简化Part文档建立固定运动副。
2. 定义玻璃与导槽、车门内外板之间的干涉检查
2. 将干涉检查状态设定为On,即当在运动过程 中检测到干涉现象时，显示为红色。
3. 调节运动步长到合适数值（例如：0.04)， 进行运动校核。
Confidential
X型玻璃升降器玻璃机构运动分析
Step 6 对该运动机构生成动画
1. 点击Compile Simulation工具条按钮，出现如右图所示对话框，选择要生成动画文件的名称 及存放路径。点击OK按钮生成动画。
1. 进入CATIA 2. 导入有关的数据文件 3. 对数据进行简化。
汽车车门模态分析(初学者)
汽车模态分析1 前言模态是振动系统特性的一种表征，它构成了各种车身结构复杂振动的最基本的振动形态。
为了在汽车使用中避免共振、降低噪声，需要知道结构振动的固有频率及其相应的振型。
模态分析的最终目标是为了得到模态参数，为结构系统的动力特性分析、故障诊断和预报以及结构的动力特性的优化设计提供依据。
汽车在行驶过程中的激励一般分为路面激励、车轮不平衡激励、发动机激励、传动轴激励。
路面激励一般由道路条件决定，目前在高速公路和一般城市较好路面上，此激励频率多出现在1-3Hz，一般对低频振动影响较大；因车轮不平衡引起的激励频率一般低于11Hz，随着现在轮辋制造质量及检测水平的提高，此激励分量较小，易于避免；发动机引起的激励频率一般在23Hz以上，此激励分量较大；城市中一般车速控制在50～80Km/h，高速公路上一般车速控制在 80～120 Km/h，传动轴的不平衡引起的振动的频率范围在40Hz以上，此激励分量较小。
由这些外界激振源会引起车门产生共振，带来噪音，极大的降低了车辆的乘坐舒适性，造成扳件的抖动开裂，零部件的疲劳损坏，车门表面保护层的破坏，削弱车门的抗腐蚀能力等。
因此，为提高汽车产品的开发设计水平，达到优化设计的目标，需要对汽车车门进行模态分析，通过有限元计算来得到该结构在不同频率下的振型，避免因共振等原因引起的结构破坏。
2 车门有限元模型2.1 几何特性轿车车门一般由门外板、门内板、门窗框、门玻璃导槽、门铰链、门锁以及门窗附件等组成。
内门板上有玻璃升降器、门锁附件等。
内板由薄钢板冲压而成，其上分布有窝穴、空洞、加强筋，内板内侧焊有内板加强板。
为了增强安全性，外板内侧一般通过防撞杆支撑架安装了防撞杆，窗框下装有加强板。
内板与外板通过翻边、粘合、滚焊等方式结合。
2.2 有限元模型的建立根据车门的几何模型划分网格，建立有限元模型如图1所示。
图1 车门有限元模型（1）由于车门的主体结构以板材为主，所以在分析中主要采用板壳单元pshell来模拟，为了更真实的模拟车门铰链的连接状态，铰链采用三维单元psolid 来模拟。
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双内摆车门机构仿真分析
摘要：针对在现代城市公共汽车上的广泛应用的双内摆车门机构，在Adams 虚拟样机软件上进行建模并仿真分析，判断机构合理性，力图掌握运用虚拟样机软件对某种机构进行动力学分析的能力。
关键词：双内摆车门机构仿真
引言
依客车用途，乘客门有折叠门、内摆门、外摆门等多种形式；其驱动方式有手动、电动、气动等形式。
气动内摆门具有开度大，有效通道宽，乘客上下车方便、快捷，驾驶员控制方便等优点，而且双扇内摆门前后两扇门上都能安装上下车扶手，便于乘客上下车时抓扶，可有效防止上下车时受伤。
特别是由于内摆门的外形可以和侧围外形一致，不仅外形美观，还能避免客车行驶时由于乘客门内凹而形成空气涡流，减小风阻，降低油耗和噪声。
因此，内摆门在客车尤其是城市客车中应用越来越广泛。
但是如果结构设计不合理，就有可能使上下车通道的宽度、踏步的深度等尺寸大大缩小，乘客上下车的速度减慢，客车停驶等待时间延长，这些都将影响到客车运营的效率和效益，应引起内摆门设计者的足够重视。
下面某车型双扇气动内摆门为例，在Adams虚拟样机软件上进行仿真分析。
1.基本结构及运动方式
对于内摆式车门，当车门关闭时，门和车身外部侧围曲线一致；开启后，门向内滑动，最后垂直于侧围面。
它由门扇、上下转轴组成的，其主轴在门扇上，是通过上、下转臂与门扇连接，依靠电控或液压气动控制来实现门的开闭，门的开闭锁紧是依靠汽缸内的关闭压缩空气控制门的运动件来达到的。
其实内摆式车门开关机构，可视为偏置的摇杆滑块机构（如图1），当摇杆1由动力驱动后绕固定铰链A转动时，带动连杆2（与车门固连）使滑块3沿固定导轨4作往复移动，从而实现汽车车门开关的目的，图中双点划线位置为汽车车门开启状态。
这里对滑块3定义了两个运动副，即3与2之间的转动副以及3与4之间的滑动副。
4.验证构件干涉问题
为了验证各个构件在运动时是否存在干涉问题，可以通过在构件上建立一些关键点，并跟踪这些点的轨迹，来判断两构件间是否会干涉等。
在本例中，取门扇上的点.model_1.PART_26.MARKER_177，.model_1.PART_26.MARKER_166，以及在两扇门的可能碰撞点，画出它们在运动中的轨迹，就可以判断在开闭过程中车门的内侧并未与转轴干涉
由于内摆式车门结构的局限性，也就是存在密封问题，前后橡胶密封条不一样，其中一条设在门框上，一条设在门扇上，使得在设计时遇到很多难题，但是综合其优缺点，内摆式车门还是很受欢迎的。
内摆式乘客门开启宽度较大，两扇门分别驱动，可两扇同时启闭或单独启闭。
每扇门都有四个固定点和车身相联接，禁锢可靠。
随着国内客车行业不断发展，人们对普通客车的造型美观及实用性要求越来越高，双内摆式乘客门应用于城市公共汽车上已不少见。
结论
从仿真结果得知，在进行设计前期对内摆式车门进行adams建模仿真分析是验证内摆式车门机构参数布置的合理性分析，从中可以清晰的了解每个构件的具体运动学和动力学过程，因此对初步设计有一定的指导作用，缩短设计周期。