基于 LS—DYNA隱式算法的車門下沉剛度分析

王丹迎 呂振偉　孔慶珍　王彪　牛曉欽

摘 要：四門兩蓋是乘用車的重要組成部分，車門作為重要構(gòu)件，應(yīng)當(dāng)具備足夠的剛度強度和抗振性能，本文利用LS-DYNA隱式算法對其進行有限元仿真分析計算，為車門設(shè)計驗證提供可靠的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：Hyperworks；下沉剛度；LS-DYNA

1 引言

車門是車身的重要組成部分，當(dāng)車門剛度不足，容易造成車門開啟困難、密封不好、漏風(fēng)滲雨等問題，從而導(dǎo)致車門產(chǎn)生噪聲和振動，大大降低乘坐舒適性，使得人員體驗度下降，降低產(chǎn)品質(zhì)量。因此，對車門進行下沉剛度分析很有必要，有限元分析是驗證車門剛度的重要手段。

Hyperworks是汽車行業(yè)廣泛應(yīng)用的前后處理軟件，其與多個求解器軟件有很好的接口，比如Abaqus、LS-DYNA、Nastran、 Ansys、Optistruct等，汽車行業(yè)一般用 Hypermesh為其他求解器搭建有限元模型。 LS-DYNA能夠模擬真實世界的各種復(fù)雜問題，非常適合求解三維非線性結(jié)構(gòu)的碰撞、金屬成型等非線性動力學(xué)沖擊問題，以 Lagrange算法為主，兼有ALE和Euler算法，以顯式算法為主并有隱式算法，是通用的結(jié)構(gòu)非線性有限元分析程序。

本文利用 Hyperworks軟件對車門建立有限元模型，在Hypermesh中搭建LS-DYNA求解器的CAE模型，在LS-DYNA中用隱式算法進行求解，對設(shè)計車前車門進行下沉分析，以了解其抵抗垂向變形的能力，為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考依據(jù)。

2 某轎車前車門有限元模型

針對某新型電動乘用車前車門下沉分析所用有限元模型，如圖1所示。

有限元建模過程中，對模型進行幾何清理和幾何簡化，對薄板進行抽中面處理，鉸鏈保留實體，劃分實體單元，截取白車身部

6 結(jié)論

通過對車門在三種不同工況下進行有限元分析，可以得出門鎖處的垂向位移變形圖，如圖 9所示。在車門下沉分析過程中，主要評判指標是門鎖處的垂向位移是否小于目標值，從表 2可明顯看出，在自重下，門鎖處垂向位移為 1.27mm，在工況二下，門鎖處的垂向位移為 7.46mm，卸載后的殘余變形為

0.79mm，該車門門鎖垂向位移均小于目標值，圖9 門鎖處的垂向位移變形圖符合設(shè)計要求，估可應(yīng)用在實際車型中，為

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