某suv前车门抖动异响分析及优化

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1、校代码10530学号201510161727分类号TG31密级公开硕士学位论文某SUV前车门抖动异响分析及优化学位申请人雷恒指导教师林启权教授学院名称机械工程学院学科专业工程硕士（材料工程领域）研究方向材料成形及数值模拟二零一八年六月AnalysisandoptimizationabouttheabnormalnoiseinthefrontdoorofaSUVCandidateLeiHengSupervisorProf.LINQiquanCollegeSchoolofMechanicalEngineeringProgramMaterialEngin

2、eeringSpecializationMasterofEngineering(materialengineeringfield)DegreeMasterUniversityXiangtanUniversityDateJune2018摘要摘要随着用户对汽车舒适性越来越重视，异响已经成为汽车开发过程中的一个大问题。在驾驶过程中存在严重的异响往往会造成人感觉到头晕、恶心等不适等状况，从而严重的破环乘坐人员的舒适性。车门是车内部空间与外部空间的通道，是汽车使用最频繁的部位之一，也是异响最频繁发生的位置之一。本文针对某自主品牌SUV车型，在路试实验中前车门

3、内饰板出现严重的抖动异响等问题，采用有限元模拟仿真与实验相结合的方法，对钣金车门的自由模态、垂向刚度、窗框角部刚度进行研究，探讨了连接车门与内饰板之间的卡扣的瓣厚、角度和材料对其插拔性能的影响，得出了卡扣的最佳设计参数。主要的研究内容和结果如下：1.运用HyperMesh软件建立前车门钣金车门自由模态模型并采MSC.NASTRAN进行计算，获得了振动频率在80Hz以下的模态，其中一阶弯曲模态为50.49Hz，一阶扭转模态为65.33Hz。通过LMS系统对前车门进行模态实验，得到实验值：一阶弯曲模态为52.977Hz，一阶扭转模态为67.194Hz。

4、实验值和仿真值之间的差距在10%以内，由此验证了仿真的可靠性。同时，自由模态的实验值和仿真值均满足目标要求，说明前车门的模态达到主流汽车设计的水平，排除了由与模态太弱而造成异响的情况。2.对前车门钣金车门进行垂向刚度分析，得到自重、200N、400N、600N、800N、1000N、及1e-5N（卸载）下的下掉位移分别为0.59mm、1.19mm、2.37mm、3.61mm、5.03mm、7.75mm、0.36mm。垂向刚度的实验对照值分别为0.53mm、1.24mm、2.23mm、3.55mm、4.88mm、7.63mm、0.34mm，仿真和实验

5、之间的误差均在10%以内，在加载为1000N和1e-5N（卸载）时，目标值要求位移小于等于8mm和0.5mm，仿真和实验结果均满足要求。此外对窗框角部刚度加载得到仿真和实验的变形量分别为4.53mm和4.73mm，仿真和实验之间的误差率仅仅为5%，且都小于目标值5.5mm。车门的垂向刚度和窗框角部刚度均满足主流汽车设计的水平，排除前车门刚度不足造成抖动异响的情况。3.运用HyperWorks和LS-DYNA等有限元分析工具，对前车门中连接钣金车门与内饰板的圆卡扣插拔过程进行模拟仿真，得到卡扣的插入力和保持力分别为49.4N和122.4N。为验证仿真

6、精度对卡扣进行插拔实验，虽求得卡扣的插拔过程中的插入力和保持力平均值分别为42.4N和120.3N，但卡扣在插拔实验中存在被切削的现象，且有某些组卡扣的保持力低于目标值120N。由此得到该卡扣不仅存在结构设计不合理等问题，其插拔性能也达不到该SUV前车门的使用要求，极可能是造成前车门抖动异响的主要原因。I湘潭大学硕士学位论文4.针对卡扣结构设计不合理、插拔性能较弱等问题，探讨了卡扣设计参数中的材料、瓣厚和角度对插拔性能的作用规律，得出卡扣最佳选材为POM、瓣厚为1.4mm、角度为150°，此设计参数使原卡扣保持力提高了49.1%。车门振动实验说明优

7、化后卡扣成功解决了内饰板抖动异响等问题。关键字：抖动异响；NVH；自由模态；刚度；卡扣插入力；卡扣拔出力IIAbstractAbstractAsuserspaymoreandmoreattentiontovehiclecomfort,abnormalnoisehasbecomeamajorproblemintheprocessofvehicledevelopment.Seriousabnormalnoisesduringdrivingoftencausepeopletofeeldizziness,nauseaandotherdiscomfort,a

8、ndthusseriouslydamagetheridecomfortofpassengers.Vehicledooris