汽車開閉件屈曲、抗凹分析研究

孫運良，路平

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汽車開閉件屈曲、抗凹分析研究

孫運良，路平

（徐州徐工汽車制造有限公司，江蘇 徐州 221100）

汽車在生產制造中應不斷應用先進的技術，提升汽車各個部位的性能，促進用戶安全的使用汽車，減少因為汽車不合格的問題引發的事故。汽車開閉件作為汽車重要的組成部門，對汽車的性能有著關鍵的影響。汽車開閉件穩定性主要是通過開閉件屈曲抗凹來體現，文章主要淺談汽車開閉件屈曲、抗凹分析，提升汽車開閉件的穩定性，保障汽車安全的使用。

開閉件；屈曲抗凹；研究分析

引言

汽車的組成部件涉及很多，像發動機、輪胎、方向盤、底盤等，在汽車的制造中需要提升每個組成部件的功能，汽車的使用效率及使用年限是由每個部件決定，應該在制造的過程中嚴控每個環節，提升其質量，保障汽車使用更能滿足人們的需求，提升汽車的使用價值。近幾年因為各種原因，與汽車有關的不安全事故頻發。因此，應在制造的過程中分析汽車的各項性能，汽車的開閉件屈曲、抗凹程度體現開閉件的平穩性，但是因為開閉件外板結構具有不穩定性，采用有限元的分析方式，提升開閉件的設計原理，體現屈曲、抗凹的性能。

1 汽車開閉件屈曲、抗凹采用有限元分析原理

有限元的分析原理是采用數學中近似值方式，通過建立模型進行各項的分析，通過分析總結汽車開閉件的結構性能。在實際中通過對汽車開閉件進行分解[1]，將整體的問題劃分為簡單的每個區域的問題，通過對每個區域的性能進行分析，總結其特征。因為在汽車開閉件的結構復雜，在實際中采用別的方式分析汽車開閉件的問題，會面臨很大的問題，采用有限元的方式可以應對各種復雜的狀況，有限元的近似值高，可以更加準確的說明汽車開閉件屈曲、抗凹的情況。有限元的方法應用的很廣泛，尤其是對于工業上的設備分析，采用這樣的方式可以為設計提供依據，汽車開閉件的設計結構合理，平衡度高，才能保障在運行中的安全性。汽車的閉合件作為其重要的組成部分，通過有限元的方式改進其設計原理，滿足廣大人民的需要，減少因為開閉件出現問題而造成汽車不能正常使用。通過優化設計的方案，減少事故的發生幾率，提升汽車的使用價值及性價比，相對于同業而言，汽車的競爭優勢更大。

2 汽車引擎蓋問題分析

2.1 采用有限元的方式分析引擎蓋的情況

對于汽車開閉件的屈曲、抗凹性分析，開閉件屈曲分析屬于非線性的分析，應用的軟件LS-DYNA，因為非線性分析需要的時間多，線性分析的時間較短，在實際的操作中模型的構建應體現出簡單化且精確高的特點，在建立模型時應綜合分析各種情況以及材料的選擇使用，構建模型所需要選用的材料應符合國家的規定[2]，避免因為選擇材料不符合要求，模型建立不嚴謹，出現人為原因的誤差，影響整個分析的效果，應嚴格控制每個環節，針對不同的要求建立模型。本文中建立引擎蓋有限元分析的模型，所選用的是鈑金件，鈑金件的使用方式為殼單元，單元的尺寸要求在9-11mm，模型中三角形的大小控制在一定的氛圍內，不能超過6%。對于包邊的處理采用焊接的方式，對各個環節的焊接點進行模擬，對于汽車開閉件板身材料的選擇使用，應選擇符合要求的材料。本文所選用的是彈性材料，對材料的使用情況記錄應力、應變曲線，建立引擎蓋的模型，采用有限元分析的方式，通過建立模型，在模型中繼續進行操作，針對出現問題的環節，及時記錄相關的數據，保障數據的準確性。

2.2 汽車引擎蓋屈曲、凹陷程度分析

本文對于引擎蓋的分析采用的方式是ABAQUS，通過在實際中建立引擎蓋的模型[3]，總結運行情況，對于所記錄的數據進行計算，采用ABAQUS的方式可以明確的看出應力云圖的各種變化以及所測試位置的移動情況。通過對記錄的各項數據進行分析發現，當模型的結構改變為屈曲，或者所使用材料的應力情況會出現增量并逐漸縮小的情況。通過對各個環節的分析，應在建立模型時根據各種要求，避免出現計算迭代問題，模型的單元情況應符合規定。通過采用有限元的方式建立模型分析汽車開閉件的屈曲、抗凹的性能，通過模型的建立及記錄相應的數據進行總結，位移情況及應力變化明顯，測點情況由0 N-400N，載荷數值在400N時出現最大的變化，引擎蓋因為數據的對應點不同所具有的抗凹性不同，發生最大的位移點值數為10mm，通過分析計算出所存在問題的地方，在實際的設計中應針對有問題的地方及時進行相應的改進，提升其運作效率。

3 試驗情況與有限元分析的方式比較分析

3.1 試驗的情況說明

在分析汽車開閉件的情況時，對于鈑金件的處理采用測量的形式，對于鈑金件的處理是由經驗豐富的工作人員，通過觀察鈑金件的外觀、鈑金件的手感，對鈑金件的情況進行總結分析，在實際的測量中對手感較差的部位進行總結標記。在實際的操作中所選用的工作人員很關鍵，一般對鈑金件情況十分了解，根據經驗分析各項情況，分析測量點的位置。因為對鈑金件十分了解，通過觸摸鈑金件判斷鈑金件的質量，通過這樣的方式記錄手感較差以及測量值較低的地方。測量值來源于工作人員根據鈑金件的外觀進行打分，在實際的操作中采用標記的方式是為了便于測量，提升測量的效率。

3.2 測量所選用的方式

在操作中對外板剛度的測量主要需要的儀器有測力器、坐標測量儀等[4]，根據標注進行使用，根據受力點進行測量，因為汽車的車身左右情況一致，在測量中選擇測左邊情況或者右邊情況，決定一個測量點，根據這個測量點選擇出三個點，這三個點的距離與原測量點的距離為9-10mm之間選擇點。根據三點的坐標情況進行測量，明確三角形的平面，通過對操作中施加力與不施加力的情況進行比較，記錄相應的數據，通過這樣的方式確定鈑金件的抗凹程度。

4 汽車開閉件屈曲、抗凹的改進措施

通過采用試驗方式及有限元分析的方式總結汽車開閉件屈曲、抗凹的情況，因為通過建立模型及試驗的方式分析，存在的問題有引擎蓋的屈曲性會出現相對的位移情況，通過整改引擎蓋的中間部位，可以有效的提高屈曲性，符合設計的標準；內板與外板所使用膠水應選擇用強度好的，對于外板可以增加震墊，通過這樣的操作提升抗凹性，保障汽車開閉件的屈曲、抗凹的性能。

5 結束語

通過對汽車開閉件屈曲、抗凹的情況進行分析，為了改進設計方案，采用試驗及有限元的方式進行分析，通過分析在實際操作中完善出問題的地方，提高其性能，提升汽車每個環節的性能，通過改變厚度、選用合理的材料等方式，提升設計方案的可操作性。

[1] 魏樹森.汽車開閉件屈曲,抗凹分析研究[J].合肥工業大學學報(自然科學版), 2017,30(S1):142-144.

[2] 李石.轎車屈曲抗凹性能研究分析及優化[C]中國汽車工程學會年會. 2016.96(6):150-151.

[3] 韋永平.乘用車側門及頂蓋抗擠壓性能分析及優化[D].重慶理工大學, 2014.36(8):210-211.

Study on Buckling and Concave Resistance of Automobile Opening and Closing Parts

Sun Yunliang, Lu Ping

( Xuzhou Xugong Automobile Manufacturing Co., Ltd., Jiangsu Xuzhou 221100 )

In the production and manufacture of automobiles, advanced technology should be constantly applied to improve the performance of all parts of the automobile, promote the safe use of automobiles by users, and reduce accidents caused by the problem of unqualified automobiles. As an important component of automobile, automobile opening and closing parts have a key impact on the performance of automobile. The stability of automobile opening and closing parts is mainly embodied by the buckling and concave resistance of the opening and closing parts. This paper mainly discusses the buckling and concave resistance analysis of the opening and closing parts of automobiles, so as to improve the stability of the opening and closing parts of automobiles and ensure the safe use of automobiles.

open and close parts; buckling and concave resistance; research and analysis

A

1671-7988(2019)03-177-02

U462

A

1671-7988(2019)03-177-02

U462

孫運良，男，籍貫：山東，本科，助理工程師，研究方向：汽車駕駛室設計。路平，女，江蘇，本科，助理工程師，研究方向：車輛技術工藝。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.059