52_基于RADIOSS的车门铰链刚度分析_张三磊

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基于模态方法的车门动态特性研究

基于模态方法的车门动态特性研究

基于模态方法的车门动态特性研究车门是汽车的一个重要组成部分,在车辆工程中具有重要的作用。

它不仅是通行人员进出汽车的出入口,同时也是车辆安全性能的重要组成部分。

因此,研究车门的动态特性对于提高车辆的性能和安全性具有重要的意义。

为了研究车门的动态特性,可以采用模态方法进行分析。

模态是指物体在振动时所具有的固有频率和固有振形。

在车门振动时,它会产生固有频率和振形,因此可以采用模态方法对其进行分析和研究。

首先,对车门的材料进行分析。

车门一般使用的材料有钢铁、铝合金等。

钢铁是常用材料,具有较高的强度和刚度。

铝合金具有较轻的重量和良好的耐腐蚀性能。

选择适合的材料可以使车门在振动时具有更好的动态特性。

其次,进行模态分析。

模态分析是一种计算机模拟分析方法,可以模拟物体在振动时所产生的固有频率和振形。

通过模态分析可以获取车门的固有频率和振形,并分析其在振动时的响应特性。

最后,进行模态试验。

模态试验是通过实验方法验证模态分析结果的一种方法。

可以选择在振动试验台上对车门进行振动试验,通过试验可以验证模态分析得到的固有频率和振形是否正确。

通过上述研究方法,可以对车门的动态特性进行研究,进而改进车门的设计。

例如,在设计车门时可以选择适合的材料,以使车门在振动时具有更好的动态特性。

另外,在车门的设计中还可以采用阻尼措施以降低车门振动的幅度,增加车门的稳定性和安全性。

总之,通过采用模态方法研究车门的动态特性,可以为车门的设计和制造提供重要的依据和指导。

在未来的汽车工程发展中,将继续研究和改进车门的动态特性,以提高汽车的性能和安全性。

作为汽车的一个重要组成部分,车门在汽车工程中具有重要的作用。

车门不仅是通行人员进出汽车的出入口,同时也是车辆安全性能的重要组成部分。

因此,研究车门的动态特性对于提高车辆的性能和安全性具有重要的意义。

在实际中,无论是汽车的行驶还是在停车状态下,车门都会处于要么开启要么关闭的状态。

在这个过程中,车门振动是不可避免的,这对于车门的稳定性和安全性提出了更高的要求。

一种连接车体的铰接装置的有限元受力分析

一种连接车体的铰接装置的有限元受力分析

一种连接车体的铰接装置的有限元受力分析采用有限元处理软件HYPERMESH进行建模,采用HyperWorks自带的大型非线性有限元求解器RADIOSS对此铰接装置进行有限元强度分析,校核强度。

标签:铰接装置;有限元强度分析;非线性理论1 概述此铰接装置是用于低地板车辆两模块之间重要的连接部件。

本次分析根据产品三维图和车体载荷输出,采用目前世界上最通用的有限元处理软件HYPERMESH进行建模,最后采用HyperWorks自带的大型非线性有限元求解器RADIOSS进行计算。

建立详细的有限元模型需要根据实际情况对实际结构进行必要的简化,选择合适的单元,合理模拟实际连接连接情况,下面进行分别讨论。

建模过程中对下列问题进行了简化:圆角、倒角以及工艺凹槽等结构中尺寸相对较小的局部细节将影网格质量,处于低应力区的这些结构细节予以忽略,高应力区则不能忽略。

单元选择:该结构件不完全对称,为了准确模拟结构的受力情况,取整体结构建立有限元力学模型。

由于铰接装置结构件厚度大部分都在4mm以上,厚度较厚,细长处较少,故在建立有限元模型时采用六面体单位CHEXA,该单元上的每个节点都具有6个自由度,分别为沿节点坐标系X、Y、Z方向的移动和绕X、Y、Z轴转动。

2 有限元建模有限元建模:结构静力学分析是用来计算结构在固定不变的载荷的作用下的响应,也就是由稳态外载引起的系统或部件的位移、应力、应变或力,结构静力分析不考虑惯性和阻尼的影响,但是静力分析却可以分析那些固定不变的惯性载荷对结构的影响,以及那些可以近似为静力作用的随时间变化的载荷。

结构静力分析中,由于只是分析计算由那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用下的结构或部件的位移、应力和应变,因此一般都假定载荷和响应固定不变。

静力分析中施加的载荷包括外部施加的作用力和压力、稳态的惯性力(如重力和离心力)和位移载荷等。

第四强度理论认为,单元体的均方根剪应力是引起材料屈服破坏的主要因素。

基于有限元法的汽车后车门静态刚度分析

基于有限元法的汽车后车门静态刚度分析
设计中 ,车 门必 须具 有一 定 的开度 ,为保 证上 下车 方 便 ,能使 车 门 停 在 最 大 开 度 。 同 时 ,车 门 应 具 有 足 够 的 安 全 性 、密 封 性 ,车 门 能 锁 住 ,行 车 或 撞 车 时 门 不 会 自动 打 开 。开关方便 ,玻璃升降方便。
结构性能上 ,车 门具有 足够的刚度 ,不易变形下沉 ,行 车 时 不 振 响 ,制 造 工 艺 性 好 ,易 于 冲 压 并 便 于 安 装 附 件 ,外 型 上 与 整 车 协 调 。
加 载 方式 :在 车 门 内板 右 角 施 加 183 N 的 y向节 点 力 。
工 况 4
约束方 式 :车门铰 链 约束 除绕 z轴转 动 的 5个 自由 度 ,门锁处 约束 3个平 动 自由度 。
加载方式 :在车 门内板右角施加 183 N的 l,向节点力。 经 NASTRAN计算 ,运用 Patran后处 理软件 读取 4种 工 况 的 Y方 向 的 变 形 ,如 图 5所 示 。
HYPERMESH与 NASTRAN接 口进行车 门的线性静力分析 ,得 出车门在各种工况 下的变形 、应力 等各 项参数 ,为
车 门 的 结构 设 计 和优 化 提 供 数 据 。
关 键词 :后 车 门 ;有 限 元 ;刚度
中 图分 类号 :U463
文 献标 识 码 :A
文 章 编 号 :1006—0707(2010)06—0062—02
工 况 2
约束方式 :车 门铰链 约 束除 绕 Z轴 转 动的 5个 自由 度 ,门锁处约束 3个平动 自由度。
加载方式 :在车 门内板左角施加 183 N的 y向节点力 。
工 况 3
约束 方式 :车 门铰链 约束 除绕 z轴 转动 的 5个 自由 度 ,门锁处约束 3个平动 自由度。

前舱盖铰链安装点刚度强度分析

前舱盖铰链安装点刚度强度分析

报告编号:
前舱盖铰链安装点刚度强度分析
部门:CAE
报告人:
审核人:
批准人:
报告时间:2007-11-15
前舱盖铰链安装点刚度强度分析
一、概述
本次分析过程采用Hypermesh软件做前后处理,计算采用Nastran软件做线性分析。

二、模型
前舱盖铰链安装点刚度强度分析有限元模型如下,单元采用Shell单元,单元基准长度10mm。

图1 前舱盖铰链安装点刚度分析有限元模型
三、材料
前舱盖铰链安装点刚度强度分析所使用的材料参数及其性能见表1和表2。

表1 模型材料参数
表2 模型材料性能
四、计算内容
前舱盖铰链安装点刚度强度
计算前舱盖铰链安装点刚度,在铰链安装点垂直于安装平面施加F=1000N 的载荷。

图2 前舱盖铰链安装点刚度分析边界条件
计算结果:
刚度=F/加载点位移=5405N/mm 目标值>1000N/mm
图3 前舱盖铰链安装点位移图
图4 前舱盖铰链安装点应力图
表3:零件应力结果
五、结论
根据分析结果得出,前舱盖铰链安装点刚度强度符合要求。

基于ABAQUS的车门强度分析【范本模板】

基于ABAQUS的车门强度分析【范本模板】

(研究生课程论文)汽车动力学论文题目:基于ABAQUS的车门强度分析指导老师: 学院班级:学生姓名学号:2014年12月基于ABAQUS的车门强度分析(武汉理工大学)摘要:轿车门系统结构设计与优化是整车开发过程中的重要环节。

车门的强度直接关系到整车在冲击、碰撞等载荷下的安全问题,车门结构静态强度的计算分析,在车门结构设计进程中非常重要。

本文根据国家“轿车侧门强度"试验标准,基于ABAQUS平台对车门强度进行有限元模拟分析,车门外板采用不同的材料和厚度,分析对车门强度的影响,并选择最优方案。

关键词:车门;强度;有限元Analysis of automobile door strength based onABAQUSHan Yu(Class 141 of SCHOOL OF AUTOMOTIVE ENGINEERING, WHUT)Abstract:Door system structural design and optimization is an important part of the vehicle development process。

The analysis of Static strength of the door structure is very important in the structural design of the doors。

In this paper,according to the national “car side door strength” test standard, based on the platform of ABAQUS finite element simulation analysis was carried out on the strength of the door. The outer door plate is made of different materials and thickness to analyze the effect on the strength of the door, and we choose the the optimal scheme。

78_基于RADIOSS软件的汽车后安全带锚固点强度分析_张三磊

78_基于RADIOSS软件的汽车后安全带锚固点强度分析_张三磊

基于RADIOSS软件的汽车后安全带锚固点强度分析张三磊李志祥(上海汽车股份有限公司技术中心,上海,201804)摘要:安全带系统是汽车安全系统的核心部件,而安全带锚固点零件的强度是影响安全带系统性能的关键要素,并且必须通过GB14167-06《汽车安全带安装固定点》中规定的强度实验要求。

本文基于RADIOSS 软件,按照国标相关试验要求,利用有限元分析法对某乘用车后排安全带安装固定点零件强度进行分析研究,可以有效的减少试验次数,节约试验成本,为进一步的优化设计提供指导。

关键字:安全带锚固点强度分析 RADIOSS FEM1. 概述当汽车发生碰撞或者紧急刹车时,安全带系统是最重要的被动安全系统。

在这个过程中,巨大的冲击力通过安全带及其与车身的连接结构传递到车身,安全带产生预期效果的前提是安全带锚固点不能脱落。

因此保证安全带锚固点有足够的强度是车身设计的重要要求。

安全带锚固点试验对车身而言是一项重要的试验,锚固点及其周围部件将予以重点考察。

GB14167-06《汽车安全带安装固定点》规范了安全带锚固点的试验。

安全带锚固点强度试验时间和花费很大,且需要国家专门机构进行。

在试验进行之前利用有限元虚拟仿真,能够有效的减少试验次数,节约试验成本。

RADIOSS是功能强大的有限元仿真软件,尤其是其显式求解模块对大应变和大位移等非线性问题具有良好的计算能力。

本文采用RADIOSS软件,对某乘用车后排座椅的安全带锚固点强度进行分析研究。

2. 有限元模型的建立进行后排安全带锚固点强度分析所需要的模型主要是白车身后部,座椅骨架,假人模型(试验模块)和安全带。

本文采用HyperCrash软件作为前处理软件,建立有限元分析模型如图1所示:图1 后排安全带锚固点强度分析有限元模型模型共有shell单元数目为225478,其中三角形单元8148,节点数量为235300。

白车身材料和二维安全带材料采用LAW36材料。

假人(实验模块)为刚性体。

基于RADIOSS的车门多工况的cae仿真分析

基于RADIOSS的车门多工况的cae仿真分析

1 概述车门作为汽车车身中十分重要而又相对独立的功能部件,具有隔绝车外噪声,缓冲来自外部的冲击,提供乘员生存空间等安全性和舒适性功能,其刚度、强度、振动特性、开闭轻便性、外板抗凹性直接影响整车的性能及外观品质,因此在车门设计开发过程中,有必要就不同工况对各种设计方案进行分析和优化,本文拟以某轿车为例,采用HyperMesh前处理及RADIOSS求解器,对影响车门刚度、强度的几种典型分析工况进行CAE分析,给出相应的评价标准,探讨车门刚度及强度分析方法,为进一步车门结构优化分析提供分析依据。

2 有限元建模轿车车门一般由外板、内板、窗框、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。

采用壳单元(PSHELL)对某轿车车门进行网格离散,单元数量为29747,节点数量为30405,其中三角形单元数量为1158;设定材料厚度、弹性模量、泊松比和密度等参数;车门各部件间通过焊接,刚性连接,胶粘等方式进行连接,按照实际情况布置焊点和粘胶位置,有限元模型如图1所示。

图1 车门有限元模型3 分析工况对自由模态、扭转、风载变形、自重及加载下垂等四种典型工况进行分析,各工况的约束方式、加载条件如表1所示。

表1 车门的典型分析工况4 分析结果采用RADIOSS求解器对表1所列工况进行求解,通过HyperView进行分析结果后处理。

4.1 模态分析该车门的一阶扭转模态如图2所示,一阶扭转模态频率为48.36Hz,大于30Hz,且车门各阶模态与车身及其它部件模态频率没有重合,满足设计要求。

图2 一阶扭转模态4.2 扭转刚度分析按照表1对车门施加位移约束和载荷,如图3(a)。

考察车门上4个测点(如图3(b)所示,各点离边界25.4mm)的Y向位移,统计结果见表2,4个测点的位移均小于4mm,满足刚度要求,扭转刚度工况下的位移场如图4所示。

某suv左前车门静态刚度的有限元分析

某suv左前车门静态刚度的有限元分析

基金项目:北京市属高等学校高层次人才引进与培养计划项目(CIT&TCD20130328);北京市教委科研基地建设项目(PXM2014_014224_000065)某SUV 左前车门静态刚度的有限元分析许佳斌,张瑞乾,曹国栋(北京信息科技大学机电工程学院,北京100192)0引言车门作为车身结构的重要组成部件,其通过铰链与车身连接,与车身一起为乘客提供安全的乘坐空间。

车门主要由车门外板、车门内板、窗框加强板、门锁加强板、铰链安装板、防撞杆和铰链等组成[1]。

车门刚度是车门设计中的重要参数之一,直接影响整车的舒适性和安全性[2-3]。

因此,在汽车开发设计阶段,应根据试验数据对车门结构中存在的问题进行优化处理,从而提高产品整体的质量和性能。

本文利用有限元方法,通过计算机仿真对某款SUV 前车门的模态、下沉刚度、扭转刚度进行了分析与计算,发现车门结构设计中存在的问题,为提高车门性能提供了参考依据。

1建立车门有限元模型首先,在CATIA 软件中,根据车门的设计尺寸建立车门的三维几何模型,如图1所示,然后导入到有限元分析软件HyperMesh 中进行几何修复,对于车门结构的变形和应力分布影响很小的某些功能件和非主要承载件进行模型的简化,如忽略直径小于16mm 的圆孔、半径小于5mm 的过渡圆角和倒角,以此获得较好的网格质量,提高求解精度。

前车门所有薄板冲压成型件均采用四边形Quads 和三节点三角形Trias 壳单元,单元尺寸控制在4~17mm ,平均单元尺寸控制在10mm ,壳单元共14749个,三角形单元1025个,占6.95%(<8%);采用刚性的RBE2单元模拟焊点,weld 焊点共87个,同时用Rigid 模拟螺栓连接,刚性连接点共145个,最后定义各零件的材料属性[4]。

建立的车门有限元模型如图2所示。

2车门静态刚度有限元分析2.1车门自由模态分析左前车门作为整车中非常重要的一个结构部件,在设计时,其一阶固有频率应该避开道路激励频率、传动轴激励频率以及发动机激励频率,从而避免发生共振,产生振动噪声,影响乘员舒适性。

基于Hypermesh的某轻卡车门抗凹刚度分析及形貌优化

基于Hypermesh的某轻卡车门抗凹刚度分析及形貌优化

基于Hypermesh的某轻卡车门抗凹刚度分析及形貌优化冯博;宋杨
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2013(51)9
【摘要】对该车门进行抗凹刚度试验,得到各测点的变形数据.运用Hypermesh软件建立某轻卡车门的有限元模型,并对其抗凹刚度进行仿真分析,得出各测点的应变云图,对比仿真结果和实验所得的变形数据,得出结论并进行形貌优化,找出一个加强肋的最佳位置,以提高车门的抗凹刚度.
【总页数】5页(P13-16,27)
【作者】冯博;宋杨
【作者单位】230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院;230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U464.12
【相关文献】
1.基于hypermesh的乘用车车门性能分析及结构优化 [J], 肖凯锴;柴梓晴
2.基于Radioss的车门外板抗凹性分析 [J], 赵世宜;魏宁波;王继锋
3.基于ABAQUS的引擎盖抗凹刚度分析 [J], 邢志远
4.基于ABAQUS 的车门外板抗凹性能分析 [J], 王开松;王小睿;尹广;谢有浩
5.基于hypermesh的某轻卡车架强度分析及优化 [J], 张枫;李冰
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赵婷婷_基于RADIOSS的侧门耐久性能分析

赵婷婷_基于RADIOSS的侧门耐久性能分析

基于RADIOSS的侧门关门耐久性能分析赵婷婷王得天泛亚汽车技术中心上海 200120摘要:关门耐久性能是汽车侧门的重要评估工况之一。

目前汽车厂多采用仿真结合试验来确保侧门的耐久性,为了减少试验成本,缩短研发周期,需要准确、简单、快速的仿真分析预测方法。

本文基于RADIOSS采用惯性释放结合疲劳分析方法来模拟关门的瞬态工况,并对标相关试验。

分析和对比结果表明,该分析方法能快速有效地再现侧门关门耐久性能,有利于在产品开发前期预测及优化车门结构性能,提高设计效率。

关键字:关门耐久性能、惯性释放、RADIOSS、汽车侧门0引言随着计算机技术的广泛应用和快速发展,CAE仿真技术已成为支持工程师进行创新研究和创新设计最重要的工具和手段。

在汽车领域,其研究对象几乎涵盖所有子系统,研究内容包括结构分析、工艺分析、动力学分析、内外流场和安全分析等多个方面。

针对汽车侧门来说,车门的关门耐久性是车门开关门性能不可或缺的部分。

本文应用RADIOSS求解器中一体化的疲劳分析功能,采用惯性释放方法简单快速地模拟车门的开关门疲劳性能。

车门的关门过程是一个瞬态的动力冲击过程,发生频次高。

关门载荷引发冲击和震动,导致冲击加速度和惯性加速度。

若冲击载荷接近车门子系统的固有频率,可能导致零件大的应力和变形[1]。

本文旨在基于惯性释放方法结合疲劳分析来预测侧门关门工况中内板的疲劳寿命分布。

首先通过对标关门锁扣力获得关门时的加载惯性力矩,然后通过静态分析获得应力应变分布,最后进行疲劳分析来预测内板的裂纹产生。

通过与试验对标,验证分析的准确性,提出相应的改进方案,并进行相关试验验证。

1车身侧门有限元模型建立汽车车门是车身结构的重要组成部件之一,其性能影响车身结构性能的好坏。

车身作为一个综合子系统,与车厢一起构成乘员的周围空间范围,应具备足够大的强度、刚度和良好的震动性能[2]。

本文的分析模型包括白门、玻璃、玻璃导轨、水切密封、铰链等。

焊点采用ACM单元,密封条采用弹簧单元,其中白门上的附件均采用集中质量模型用REB2单元连接。

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

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。

基于有限元法的车门性能分析研究

基于有限元法的车门性能分析研究

Internal Combustion Engine &Parts0引言在汽车正向开发过程中,越来越关注整车的NVH (Noise Vibration Hrashness )性能,对于轻卡汽车来说,驾驶室的NVH 性能显得更为重要。

车门作为驾驶室中的重要组成部分,了解其固有频率以及动态特性是一项十分重要的工作。

有限元分析法是利用Hyperworks 软件,对模型进行分析计算,得到其固有频率的一种方法。

模态试验分析是了解结构动态特性的方法之一,对于有限元法计算出的结果有一些近似性以及不确定性,通过试验模态分析与有限元分析相结合对轻卡车门的模态参数对比分析,可以获得更加准确的数据。

本文对车门进行模态分析,为验证理论模型的准确性,对车门进行模态试验,对比两次计算结果误差[1]。

1模态分析理论整个系统的固有频率以及振型统称为模态参数,对应求解模态参数的过程称为模态分析[2]。

汽车内部零部件数量繁多,系统结构较为复杂,可将其视为有限个多自由度离散系统,对于常规多自由度系统来说,其运动微分方程为:(1)式中M 表示质量矩阵;C 表示阻尼矩阵;K 表示刚度矩阵;X ¨、X ̇、X 分别表示加速度、速度和位移向量;F (t )表示节点载荷矩阵。

上式求得特征值和特征向量与系统描述固有振动特性的频率和振型相对应,在不考虑阻尼和外部载荷情况下,运动微分方程改写为[3]:(2)假设式(2)中解的形式为简谐振动:(3)式中ϕ表示特征向量或振型;ω表示系统圆频率。

当λ=ω2时,将式(3)带入式(2)中得到系统的特征值方程:(4)式(4)具有非零解的唯一条件为矩阵行列式为零,即:(5)将式(5)展开可求出N 个根λ1,λ2…λn ,求得的平方根ω1,ω2…ωn 为系统中1,2…N 的固有频率,与λ1,λ2…λn 相对应的特征向量就是该系统的振动向量。

2车门有限元模型建立车门由车门外板、车门内板、车门加强板以及其他车门附件组成[3],车门三维模型如图1所示。

基于仿真ODS法的某车型后门锁扣动刚度优化设计

基于仿真ODS法的某车型后门锁扣动刚度优化设计

5410.16638/ki.1671-7988.2020.10.018基于仿真ODS 法的某车型后门锁扣动刚度优化设计曾维和,张德彬,吴强,苟黎刚,管迪(吉利汽车研究院(宁波)有限公司,浙江 宁波 315336)摘 要:文章基于NASTRAN 对某SUV 车型后门锁扣动刚度进行仿真分析,根据动刚度仿真结果对原有方案提出了两种轻量化构思方案,然后对轻量化方案的动刚度进行验证比较,优选出综合性能更优越的轻量化方案;最后对优选的轻量化方案进行ODS 仿真分析,根据ODS 分析结果对锁扣安装结构优化设计,既提升了动刚度性能又实现减重降本的目标。

研究结果表明:与初始方案比,优化后的锁扣安装结构能实现单侧减重0.65kg ,轻量化比例高达33.2%,轻量化降本效果显著。

优化方案后门锁扣X/Y/Z 向动刚度均有不同程度增加,动刚度水平提升至与初始方案基本相当。

关键词:后门锁扣;动刚度;ODS 法仿真;结构优化中图分类号:U463 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2020)10-54-04Dynamic Stiffness Optimization of Rear Door Latch Striker Basedon Simulation of ODSZeng Weihe, Zhang Debin, Wu Qiang, Gou Ligang, Guan Di( Geely Automobile Research Institute Ningbo Co. Ltd, Zhejiang Ningbo 315336 )Abstract: Rear door latch striker dynamic stiffness of one vehicle was simulated by NASTRAN. Based on dynamic stiffness result of base design, two lightweight design was proposed. And then chosen lightweight design proposal with better overall performance by verifying and comparing dynamic stiffness result of two lightweight design solutions. Lastly ODS simulation of chosen lightweight design proposal was applied. And rear door latch striker mounting structure design was optimized according to ODS analysis result. Optimized design improved latch striker dynamic stiffness performance and also achieved the goal of reducing weight and cost. Investigation result indicate that: Optimized latch striker mounting structure can achieve 0.65kg weight loss on one side, it reaches 30% weight loss and has significant effect on lightweight cost reduction. Latch striker dynamic stiffness in X/Y/Z direction of optimized mounting structure increased in varying degrees, and its dynamic stiffness level was promoted to be comparable to the initial design.Keywords: Rear door latch striker; dynamic stiffness; ODS method simulation; Structure optimization CLC NO.: U463 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)10-54-04引言汽车关门声品质(Door Closing Sound Quality ,简称作者简介:曾维和(1991.06-),男,湖南邵阳人,硕士研究生毕业,现就职于吉利汽车研究院(宁波)有限公司,任虚拟可靠性开发一级工程师,主要研究方向为汽车内外饰&开闭件虚拟可靠性开发。

车门铰链系统与车门下沉刚度的相关性

车门铰链系统与车门下沉刚度的相关性

车门铰链系统与车门下沉刚度的相关性作者:罗燕尹和俭王华杰肖介平万振马忠民来源:《计算机辅助工程》2021年第01期摘要:针对某型车门下沉问题,通过台架试验获得车门、铰链和车身等各单因素下沉量和车门绞链系统整体下沉量,对单因素下沉量与系统整体下沉刚度进行线性拟合分析,得到车门铰链系统各单因素与系统下沉刚度的相关度排序。

对前、后车门分别选取相关度较高的单因素进行优化,最终改进方案的仿真和试验结果证明该方案可有效地提升车门下沉刚度。

采用定量分析法可快速找出影响下沉刚度的敏感因素,并能够快速生成优化方案,为新车型设计提供参考。

关键词:车门;下沉量;铰链;刚度;优化;有限元Abstract: As to the issue of the door deflecting of a type of vehicle, the deflection of single factor (includes the door, the hinge and the body) and the deflection of the whole door hinge system are obtained by the bench test. The deflection of single factor is fitted to the deflection stiffness of whole system, and then the relevance ranking of single factor of door hinge system on system deflection stiffness is obtained. The front and rear doors are separately optimized by selecting the single factor with higher relevance. The simulation and test results prove that the scheme can effectively improve the door deflection stiffness. The quantitative analysis method can quickly find out the sensitive factors affecting the deflection stiffness, and then the optimization scheme can be generated quickly. The results provide a reference for the design of new vehicle.Key words: door;deflection;hinge;stiffness;optimization;finite element0 引言车门下沉是汽车开闭件系统经常出现的问题。

34_基于OptiStruct的板厚对车门刚度性能的影响研究_李志祥

34_基于OptiStruct的板厚对车门刚度性能的影响研究_李志祥

Altair 2011 HyperWorks 技术大会论文集 基于OptiStruct的板厚对车门刚度性能的影响研究李志祥 张三磊 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司技术中心 上海 201804摘要:车门总成是汽车不可或缺的结构总成之一,车门结构不仅要求外表美观,其刚度性能也必须满足设计和试验要求,以保护乘员安全和乘坐舒适性。

本文以 OptiStruct 为分析 软件, 利用灵敏度分析法, 对车门各零件厚度对车门窗框刚度和谐振约束模态的影响进行分 析研究, 以比较全面的了解车门总成各零件对车门静态性能的影响, 有针对性的在不增加车 门质量的前提下, 优化窗框刚度和谐振约束模态, 为此类车门总成的初始设计提供理论和方 法依据。

关键词:车门,OptiStruct,板厚优化,灵敏度分析,谐振模态1 前言车门总成包括外板、内板、窗框加强板等结构,是汽车车身结构的重要组成部分,车门 结构如图 1 所示:图 1 某车门结构总成示意图 车门总成必须有适当的强度、刚度、抗凹性、谐振模态以保护乘员安全以及提高车身内 部空腔的谐振模态以改善乘坐舒适性。

车门结构的设计不仅要求美观大方, 符合整车造型要 求, 还必须满足多项试验和设计要求。

车门窗框刚度和谐振模态是车门结构最基本的性能要 求, 车门结构的设计首先必须满足这两项性能的要求。

汽车质量对其燃油经济性有很大的影 响,为了提高燃油经济性,车身结构必须满足轻量化的设计要求,车门总成作为汽车结构的 一部分, 也必须进行相应的轻量化设计, 如何合理的分配车门结构各零件的板厚成为车门设 计过程中最重要的问题之一。

利用 OptiStruct 软件强大的尺寸优化(Size Optimization)‐ 1 ‐   Altair 2011 HyperWorks 技术大会论文集 功能和灵敏度分析法, 能够判断出车零件板厚对车门总成质量各性能的影响度, 以合理地确 定各零件的厚度,达到优化设计的目的。

某车型车门铰链安装点刚度的优化

某车型车门铰链安装点刚度的优化

132AUTO TIMEMANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺某车型车门铰链安装点刚度的优化1 引言随着汽车行业的快速发展,人们对汽车外观、质量、性能的关注和要求也越来越高,外观、质量、性能也成为用户对汽车评价的关键考虑因素,各个主机厂投入更多的资金和人力研究汽车产品和技术来提高用户满意度进而提高口碑和销量。

消费者对汽车外观的关注度除了造型以外还有零件匹配状态,比如零件之间的零件间隙大小和间隙均匀性,匹配状态也体现了汽车制造厂的工艺水平和汽车质量。

车门和车身侧围的匹配间隙是汽车用户经常关注到的外观间隙,在开关门时候更是高关注度,车门与侧围的匹配是用户关注汽车外观的重要区域。

影响车门与侧围间隙除了零件尺寸合格率以外,车门铰链安装点刚度也是重要影响因素。

车门铰链安装点刚度差会导致车身在车门重力作用下出现变形,导致出现车门下垂与侧围间隙变小,下垂严重情况还会出现车门与侧围在开关过程中干涉,引起用户使用体验。

六西格玛设计方法是运用统计方法把产品系统性能与相关设计参数之间的关系量化,设计的产品不仅能六西格玛质量水平的前提下实现低成本、高质量,而且产品还能抵抗各种因素干扰,保证质量的可靠性。

六西格玛设计方法有问题识别、需求定义、概念开发、优化设计、确认和实施共5个工作步骤。

汽车市场竞争日趋激烈,为适应市场需求,产品需加快更新迭代速度,同时继续保持成本领先的核心竞争力,六西格玛开发出的低成本高质量的产品才更有市场竞争力[1-2]。

本文以解决某车型的车门铰链安装点刚度为例,用六西格玛设计方法解决车身侧的铰链安装的刚度差的问题,在设计开发阶段通过六西格玛方法识别影响车门与侧围间隙的关键控制因素,通过优化设计提高安装点刚度,提高质量稳定性,避免了车门与侧围外观匹配间隙小的问题,提升了汽车设计界质量的可靠性。

开发的经验可供其他项目和新项目借鉴。

2 问题识别问题来源于目前市场一些车型存在车门与侧围外观间隙上段大,下段小,间隙不均匀的问题,这些问题在、车门尺寸大重量重的车型尤为明显。

某型乘用车车门刚度分析

某型乘用车车门刚度分析

某型乘用车车门刚度分析
付景顺;丁鸿儒
【期刊名称】《机械》
【年(卷),期】2015(000)005
【摘要】车门的下垂刚度是车门刚度设计中重要指标之一,也是汽车重要力学性能之一.针对某型乘用车车门的下沉刚度问题,以线性有限元理论为基础,运用ANSA 建立车门的有限元模型并划分网格,利用MSC.Nastran对该乘用车车门进行下垂刚度分析,计算出该车门的刚度值,并根据该刚度值得到该车门的位移云图和应力云图.通过对其弯曲、扭转刚度的分析,验证车门不同位置的受力情况,获得该车门最薄弱的位置,验证该车门是否合理、可靠,有利于进一步提高车门的装配质量.
【总页数】3页(P39-41)
【作者】付景顺;丁鸿儒
【作者单位】沈阳工业大学机械工程学院车辆工程系,辽宁沈阳110870;沈阳工业大学机械工程学院车辆工程系,辽宁沈阳110870
【正文语种】中文
【中图分类】U270.38+6
【相关文献】
1.电动乘用车车门的扭转刚度分析 [J], 王彪;吕振伟;陈西山;王丹迎;牛小钦
2.乘用车车门静态刚度的有限元分析 [J], 付景顺;宋萌;赵昕
3.乘用车车门静态刚度分析及改进的设计 [J], 付景顺;宋萌;赵昕
4.某乘用车车门静态刚度与模态分析 [J], 田国富; 张家兴
5.某型商用车后车门刚度性能分析 [J], 黄杰文
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基于RADIOSS软件的车门铰链刚度分析
张三磊李志祥
(上海汽车股份有限公司技术中心,上海,201804)
摘要:车门铰链是车门与车身连接的关键部件,在车门处于开启状态时,其是支撑车门重量的唯一部件,其垂向刚度直接影响着车门的垂向刚度性能。

本文采用HyperMesh前处理软件建立某车门三种备选铰链的有限元模型,然后采用RADIOSS软件计算比较这些铰链的刚度大小,为此类车门铰链的选型提供了方法依据。

关键字:车门铰链,刚度,RADIOSS,FEM
1概述
车门铰链是连接车门车身和实现车门开启的主要部件,也是重要的安全构件。

现代轿车多采用隐藏式的车门铰链,隐藏式车门铰链主要分为两种,一种是分臂式,另一种是合页式,如图1所示。

合页式铰链的轴线在门柱以外,与分臂式铰链比较,不但重量轻、刚度高、结构紧凑而且装配方便,因此合页式铰链的应用最为广泛。

(a) 分臂式(b)合页式
图1 车门铰链
车门铰链的性能直接影响着车门的使用性能。

当车门关闭时,车门的质量和其他外部作用力,由车门铰链、门锁和定位器支承;当车门开启时,各种载荷则完全由车门铰链支承。

车门的下沉,主要是由于铰链的变形或者与铰链连接部件的变形所致,车门铰链的垂向刚度不足是车门下沉的主要因素。

因此,分析和比较车门铰链的垂向刚度是非常必要的。

如图2所示是车门铰链刚度试验的试验台架示意图。

试验分为两种工况,分别在保持车门开启状态且与车门旋转轴线成5o和65o时进行试验。

首先选择载荷加载点,均匀加载到500N,然后均匀卸载,并记录测量点的位移。

铰链满足试验要求的标准是在加载过程中最大位移不应超过3.0mm,卸载后残余变形不应大于0.5mm。

图2 垂直刚度实验台
本文利用有限元分析方法,按照试验要求,建立三种铰链试验的有限元分析模型,分析这三种铰链在实验工况下的应力和应变结果,得到了测量点的最大位移量和永久变形。

不仅为该类铰链的选型、后续优化设计提供了参考依据,而且节省了试验费用,节约开发成本。

2有限元模型的建立
采用HyperMesh软件,利用三维网格单元分别对三种铰链方案进行有限元网格划分,需要说明的是,每一种铰链方案都需要建立车门开启状态为5o和65o的两种有限元模型。

如图3是铰链方案一(case1)在车门开启状态为5o时的有限元分析模型。

图3 方案一车门开启5o时有限元模型
为提高分析精度,本文采用六面体单元模拟铰链模型,采用壳单元模拟车门模型,采用spring单元模拟铰链转动副。

该模型单元总数68789,其中solid单元36408,节点总数56168。

为了防止三维单元负体积的出现,也为了方便模拟铰链各部件之间以及铰链和其他部件之间的接触关系,在铰链体单元外包了一层面单元,所有面单元采用type7形式的自接触。

3计算结果
通过RADIOSS分析得出各种铰链模型的最大应力的如图4所示。

(a)打开状态5o最大应力
(b)打开状态65o最大应力
图4 最大应力结果云图
表1所列各方案计算结果的对比情况。

表1各方案计算结果对比
Objective Target /mm CASE1 CASE2 CASE3
Max Deflection_closed (5 degrees)
1.505
3.0 1.326 1.411
(mm)
Permanent Deflection_closed (5degrees)
0.5 0.0 0.0 0.0
(mm)
Max Deflection_ full open (65 degrees)
0.441
3.0 0.472 0.443
(mm)
Permanent Deflection_closed (65degrees)
0.5 0.0 0.0 0.0
(mm)
通过比较可以看出,在各种工况下,三种铰链模型都没有达到屈服状态,所以永久变形
都是零;最大变形都没有超过3mm,说明三种方案都符合设计要求。

经过综合对比最大应
力、最大变形和永久变形,建议采用第一种方案。

4结论
本文采用RADIOSS软件分析了三种车门铰链备选方案的试验垂向刚度。

通过分析比较,
得出这三种方案的应力和最大变形都基本满足试验要求,但在方案一时,铰链的变形最小,刚度最大,所以推荐使用第一种方案。

本文为此类型车门铰链的选择和设计提供参考依据,节省了试验费用,节约了成本。

5参考文献
[1] 王宏雁,刘忠铁《汽车车身造型与结构设计》同济大学出版社 1996
[2] Sacheen Bekah “Fatigue life prediction in a door hinge system under uni-axial and multi-axial loading conditions” Ryerson University 2004
[3]RADIOSS, MotionSlove and OptiStruct. Altair HyperWorks 10.0 Help
RADIOSS Application in Analysis of Hinges
Stiffness
Abstract: Hinges are important parts for vehicle connection between door and body, and they are the only parts to support weight of door when it’s opened, so hinges vertical stiffness directly affects the vertical stiffness performance of door. FE models of three kinds of qualified hinges for a door are created by HyperMesh software, and then their vertical stiffness are analyzed and compared by RADIOSS software, which provides method basis for the choice of such kind of door hinges.
Key words: Hinge, stiffness, RADIOSS, FEM。

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