后背門扭轉(zhuǎn)剛度分析報告

摘 要：后背門是汽車的重要部件，需要保證足夠的剛度。本文主要以 G3乘用車的后背門作為研究對象，通過有限元分析方法，利用有限元分析軟件對其進(jìn)行了靜力學(xué)分析，具體主要工作內(nèi)容為以下幾個方面。首先進(jìn)行了車背門的有限元建模，得到一個完整的車背門有限元模型。然后分析了車背門模態(tài)，通過模態(tài)分析得到車背門的振動模態(tài)，并對車背門振動特性做出評估。接著對車背門進(jìn)行了有限元靜力分析，分析車背門在三種不同工況下的剛度，并根據(jù)分析結(jié)果，對車門的剛度做出總體評估。

關(guān)鍵詞：后背門；乘用車；剛度

1 前言

隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，產(chǎn)品在趨于多樣化、智能化的同時，會不可避免地趨于復(fù)雜化。對復(fù)雜的工程，人們都希望能在產(chǎn)品生產(chǎn)以前對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行精確的試驗(yàn)、分析和論證，這些工作需要借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，就是計(jì)算機(jī)輔助工程，即CAE。CAE是包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析、數(shù)據(jù)管理、試驗(yàn)、仿真和制造的一個綜合過程，關(guān)鍵是在三維實(shí)體建模的基礎(chǔ)Ghsn54O3fIjaNrblUDl3cS3pYFXHZjANFLFp5kkA80k=上，從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段開始，按實(shí)際條件進(jìn)行仿真和結(jié)構(gòu)分析，按性能要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和綜合評價，以便從多個方案中選擇最佳方案，或者直接進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。有限元是CAE的關(guān)鍵技術(shù)，在汽車設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程中發(fā)揮著極其重要的作用。

CAE計(jì)算機(jī)工程分析采用虛擬方法對結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行模擬仿真，預(yù)測機(jī)構(gòu)性能，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為產(chǎn)品研發(fā)提供了指南。為解決實(shí)際工程問題提供依據(jù)。在整個汽車CAE分析對汽車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、車輛的振動噪聲、舒適平順性、耐久性、多剛體動力學(xué)、碰撞、乘員的安全性以及動力總成的性能方面進(jìn)行模擬仿真分析、預(yù)測結(jié)構(gòu)性能、判斷結(jié)構(gòu)的合理性、優(yōu)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。它可解決汽車在使用過程中的質(zhì)量問題，大大提高汽車的研發(fā)水平。

本文以汽車后背門為例，通過 CATIA建立 CAD模型，利用分析軟件對其扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行有限元分析，從而驗(yàn)證模型是否滿足設(shè)計(jì)要求。

2 后背門有限元分析

2.1 有限元模型的建立

有限元模型根據(jù)后背門數(shù)模建立，后背門模型如圖1（a）、（b）所示。

3 結(jié)論

本文基于有限元分析軟件，根據(jù)試驗(yàn)確定加載方式，建立后背門有限元模型和確定分析工況加載，進(jìn)行靜力學(xué)計(jì)算，得到了后背門的各測點(diǎn)的應(yīng)力分布狀況，通過與試驗(yàn)進(jìn)行對比，驗(yàn)證了有限元分析模型的正確性，為后背門的結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供了可靠的參考依據(jù)。通過對有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的的對比分析，從對比曲線中可以看出，對于后背門應(yīng)力分布狀況，后背門的有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果一致，只有少數(shù)幾個點(diǎn)存在偏差，但數(shù)值相差不大。從上述的結(jié)果對比分析可知，有限元模型的相關(guān)參數(shù)設(shè)置比較合適。同時，也可以看出，該后背門鈑金結(jié)構(gòu)的局部強(qiáng)度和剛度較為理想。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張永昌 .MSC Nastran有限元分析理論基礎(chǔ)與應(yīng)用 [M].北京：科學(xué)出版社 .

[2]姜連勃，王紹春 .汽車車門設(shè)計(jì) [J].汽車技術(shù) .

[3]黃天澤、黃金陵 .汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .

[4]谷正氣等 .轎車車身 [M].人民交通出版社 .