基于UG的轿车车门优化分析.pdf

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1、第５４卷第8期农业装备与车辆工程２０１6年8月Ｖｏｌ．５４第５４卷第Ｎｏ．88期AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGAugust２０１6ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－３１４２．２０１6．０8．０17基于UG的轿车车门优化分析刘敏章，彭才望，郑黄俊（410128湖南省长沙市湖南农业大学工学院）［摘要］以某款轿车车门为研究对象，通过UG建立车门三维模型，对车门不同材料进行静态和模态方面的有限元分析，分析结果为车门的设计、改进和优化提供一定的理论依据。［关键词］车门；静力分析；模态分析；材料+［中图分类号］U4

2、63.834［文献标志码］A［文章编号］1673-3142(201６)０8-0067-04FiniteElementAnalysisofAutoDoorBasedonUGLiuMinzhang，PengCaiwang，ZhengHuangjun(CollegeofTechnology,HunanAgriculturalUniversity,ChangshaCity,HunanProvince410128,China)［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Theanalysisofstaticstrengthofthedoorstructureisveryimportantinthes

3、tructuraldesignofthedoors.Afrontdoorofonestyleautomobileisgivenasamodelinthispaper.ThethreedimensionalmodelisbuiltinUG.Theframestiffnessandstrengthareanalyzedbasedondifferentmaterial,thestaticanddynamicanalysischaracteristicsoftheframearethebaseofitsstructuredesign,improvementandoptimi

4、zation.［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］door;staticanalysis;modalanalysis;material０引言车门作为一个综合的传动部件，与白车身一起构成乘员的生存空间，其应具有足够大的强度，汽车车身轻量化能减轻车重，显著提高燃油刚度和良好的振动特性，以满足车门的各项功能效率。现今，汽车轻量化发展主要体现在以下3个以及碰撞性要求，因此需要将车门结构性能指标方向：一是在制造上采用轻质材料；二是优化结确定为汽车车身轻量化设计方案的目标。这些指［1］构；三是进行工艺革新。本文以某轿车车门为研标具体包括：足够的下垂刚度，扭转刚度，窗框刚究对象，通过仿真分析轿车

5、车门的静力情况和模度和检验载荷，且第一阶段模态频率必须大于一态情况，对比分析钢和铝作为车门材料的使用情［4］定值，外板也必须具有一定的抗凹陷能力。参考况，为轿车车门的进一步优化设计提供理论参考。美国ULSAC项目在车门研究时的指标，制定了车1车门结构参数门结构性能指标如表2［5］。汽车应用轻质材料是多种多样的，合理选用表1车门结构参数轻质材料是汽车工业发展的趋势。车门用的材料Tab.1Structuralparametersofthedoor必须遵循3个原则：材料的适用性、材料的工艺名称特点性、材料的经济性。目前汽车用材料有高强度钢，车门结构框架式车门或模块式车门铝

6、合金，镁合金，复合材料等。车门是对于车辆比车门材料铝合金和高强度钢较特殊的部件，它在某种程度上说可以独立于车表2车门结构性能指标［2-3］身结构之外，不受整车结构的限制。综合材料、Tab.2Doorstructuralperformanceindicators工艺、结构等方面因素考虑，本文车门设计方案如项目标准项目标准下，如表1。下垂刚度≥287N／mm窗框刚度（后）≥43N／mm扭转刚度（上）≥127N·m／deg检验载荷≥330N2车门设计评价标准扭转刚度（下）≥48N·m／deg第一模态频率≥40Hz窗框刚度（前）≥43N／mm质量比原车门降低10%收稿日期：

7、2016-04-0９修回日期：2016-04-1868农业装备与车辆工程20１６年3车门有限元分析车门结构复杂，计算耗时长，因此，采用结构尺寸优化等方法来优化车门结构型式，对所设计的［6］车门进行载荷约束，静力和模态分析。据研究表明正常成年人的拉力为300~400N。本文根据静力等效原则，施加车门把手处集中载荷为380N，在车门铰链处约束所有的自由度，加载方向是水平垂图3车门变形图(45Mn钢)直门板向门外侧。图1为车门三维模型，车门所有Fig.3Doordeformationmaps(45MnSteel)薄板冲压件均采用四节点四边形和三节点三边形［7］壳体单元