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车门升降副开关蠕变特性的有限元分析

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蠕变特性 ， 计算得到 车门升降副开关 的蠕变 失效时间 ， 计算 结果与实验数据 比较接近 ， 证 明了该方法 的可靠 性 ， 最后对 多 种优化设 计方案进行分析 和对 比， 选取 最优 设计方案 ， 分析结果表 明有 限元方法在汽车塑料件 高温蠕变分析 中可以起到
重要作用 。
关键词 ： 蠕变； 有 限元 ； 升降副开关 ； 失效 ； 优化
升 降副 开 关 三 维示 意 图 如 图 ２ 所示 ， 开 关 和 底 座 支 架 是通 过 圆柱 形 凹 凸卡 槽 进 行 装 配 ， 同时 开关 可 以绕 着 卡槽 在 一 定 范 围 内旋 转 ， 开关 和底
此新产品在升温和降温过程中 ， 均未发生零件脱 落现象 ， 但是却在保温阶段 出现零件脱落 ， 因此初
国家科技支撑计划项 目（ ２ ０ １ ２ Ｂ Ａ Ｆ １ ２ Ｂ １ ５ ） ； 福建省科技计 划项 目（ ２ ０ １ ２ Ｈ ０ ０ ５ ４ ） 作者简介 ： 王 良熙（ １ ９ ６ ７ 一） ， 男， 高级工程师 ， 研究方 向： 数字化设计制造及企业信息化 。 吴 峰（ １ ９ ７ ８ 一） ， 男， 助理工程师 ， 研究方 向： 三维数字化虚拟样机 。
Ｇ （ ＝Ｇ Ｏ ＂ ［ ｇ １ ’ ｅ ｘ ｐ （ 一 ｒ １ ） ＋ ｇ ２ ’ ｅ ｘ ｐ （ 一 ｔ ｉ ｃ ２ ） 】
式 中： Ｇ ０ 为初 始 剪 切模 量 ； ｇ １ 、 ｇ ２、 １、 ２ 为
型的蠕变和应力松弛特性ｎ ， 。笔者在为某汽车配 件制造企业开展 Ｃ Ａ Ｅ 技术服务中 ， 发现其研发的 新产品汽车车门升降副开关在 １ ０ ０ ￣ （ ２ 高温保温 ３ ｈ 实验时 ， 开关组件存在零件脱落的现象 。为不影
Ｂ ｕ ｒ ｇ ｅ ｒ 模 型 是 由 Ｍａ ｘ ｗ ｅ ｌ ｌ 体和Ｋ ｅ ｌ ｖ ｉ ｎ体 串联 而成 ， 松 弛剪 切模 量 可 以 表 示 为 归 一 化 ｐ ｒ ｏ ｎ ｙ 级 数 的形式 ， 即
配之后弹簧预压力约为 ５ Ｎ ， 与现场数据吻合 。数 值模拟需要对模型进行必要 的简化 ， 开关 中的 ２ 个预压弹簧直接简化为 ２ 个预压弹簧单元 即可 ，
响新产 品上市 ， 必 须在 短 时间 内找 出 问题点 ， 提 出 优化 方案 ， 解 决产 品存 在 的缺 陷 。通过 观察 ， 发 现
Ｂ ｕ ｒ ｇ ｅ ｒ 模型蠕变系数 ， 可通 过相关 蠕变实验数据 直接拟合得到。以上参数用于有 限元分析的输人 参数。
２ 升降副开关蠕变 失效分 析
结果 吻合 较 好 。最 后 ， 对 原 始设 计 方 案 提 出改 进
改进方案一 改进方案二 改进方案三 改进方案 四
措施 ， 并选择最优化 的设计方案 ， 优化设计方案通 过相关实验要求 ， 得到产 品设计和工艺部门认可 ， 进一步说 明此方法的正确性和可靠性 ， 可 以应 用 于汽车塑料件 的工程数值仿真计算 ， 并能对设计 提供较好的参考依据 。
量的Ｂ ｕ ｒ ｇ ｅ ｒ 模型 ， 如图 １ 所示。
图２ 升降机副开关示意图
因升 降副开关 必须满 足一定 的人 体舒适手 感， 因此弹簧刚度不能调整 ， 可通过有限元方法直 接模拟弹簧刚度 ， 此过程为较简单 的线弹性过程 ，
图１ Ｂ ｕ ｒ ｇ ｅ ｒ 模型
在此 不 赘述 ， 经 计算 得到 其 刚度 约为 １ ． ４ Ｎ ／ ｍｍ， 装
步判 断导 致零 件脱 落 的可 能原 因是高 温蠕 变 。为
座之 间预压装配有 ２ 个预压 弹簧 ， 因此在进行结 构装配的时候 ， 模型就会产生初始预应力。
此， 通过有限元方法对车门升降副开机进行蠕变 特性分析 ， 得 到结构蠕变失效 时间并对结构进行 优化设计 ， 以在产 品开发阶段提高设计的可靠性
１ ０ ０
机 电技 术
２ ０ １ ４ 年８ 月
车 门升 降副开关蠕变特性 的有 限元分析。
王 良熙 吴 峰 李智聪 艾 国庆
（ １ ． 福建省生产力促进 中心 ， 福建 福州 ３ ５ ０ ０ ０ ３ ； ２ ． 福建省海峡信 息技 术培训学校 ， 福建 福州 ３ ５ ０ ０ ０ ３ ） 摘 要： 在新产 品设 计前 期以某款车门升降副开关塑料组件为分析对象 ， 根据蠕变实验数据 ， 通过有 限元方法 分析其
ｐ ｒ ｏ ｎ ｙ 级数形 式 ， 确 定 用 于 有 限元 分 析 的参 数 输 人 。通 过有 限元 分析 方法 模 拟汽 车塑 料组 件 在 高
脱落时间／ Ｉ ｌ
２． ２ ６ ２． ６ ８ ２ ． ７ ２． ８ ４ ３ ． ２
温保温条件下的蠕变失效 ， 仿真模拟结果与实验
１ ０ ２
机电技术
２ ０ １ ４ 年８ 月
案四完全通过 ３ ｈ 高温保温实验 ， 实验结果和模拟
结果吻合度较好。
表 １ 不 同方案蠕变失效 时间对 比
方案
原始方案
研究将线性粘弹微分型本构方程应用于有 限 元方 法 ， 同时依 据 Ｂ ｕ ｒ ｇ ｅ ｒ 模 型 的松 弛剪 切模 量
中图分类号 ： Ｕ ４ ６ ３ ． ８ ３ ＋ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ４ ８ ０ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — １ ０ ０ — ０ ３
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
汽 车 塑料 件 中典 型材料 为 Ａ Ｂ Ｓ 塑料 ， 在Ｉ Ｏ ０ ￣ Ｃ 以上 高 温 时 弹性 模 量 较 常 温下 要 低 ， 同时 存 在典
和可 行 ｌ 生， 缩短 设计 周期 ， 降低成 本 。
１ 线性粘弹微分本构方程
塑料 材 料 蠕 变 模 型 是 以反 映蠕 变 、 应 力 松 弛
等 为前 提 ， 利 用 弹性 元 件 、 粘 性 元件 ， 通 过 串联 和 并联 形 式形 成 的各 种 蠕 变模 型Ｉ 。本文 采用 ４ 参

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《防弹车门防弹性能有限元分析及其结构改进》范文

《防弹车门防弹性能有限元分析及其结构改进》范文

《防弹车门防弹性能有限元分析及其结构改进》篇一一、引言随着社会治安形势的日益严峻，汽车防弹技术的需求逐渐增加。

防弹车门作为汽车防弹技术的重要组成部分，其防弹性能的优劣直接关系到乘客的生命安全。

本文以有限元分析为手段，对防弹车门的防弹性能进行分析，并提出相应的结构改进措施，以提高其防弹性能。

二、防弹车门防弹性能有限元分析1. 有限元分析方法概述有限元分析是一种基于数学物理原理的数值分析方法，通过将连续的求解域离散成有限个单元，求解各单元的近似解，进而得到整个求解域的解。

在防弹车门防弹性能的分析中，有限元分析可以有效地模拟不同弹体对车门的冲击过程，为防弹车门的优化设计提供有力支持。

2. 防弹车门有限元模型的建立根据防弹车门的实际结构，建立精确的有限元模型。

模型中包括车门的钢板、防弹玻璃、防弹材料等部分，同时考虑各部分之间的连接关系。

在模型中设置合理的材料属性、接触关系和约束条件，以便进行后续的有限元分析。

3. 防弹性能的模拟与分析通过有限元分析软件，对不同弹体对车门的冲击过程进行模拟。

分析车门在不同冲击下的变形、应力分布和能量吸收等情况，评估车门的防弹性能。

同时，对车门的结构进行优化设计，以提高其防弹性能。

三、结构改进措施针对防弹车门在有限元分析中存在的问题，提出以下结构改进措施：1. 加强车门的钢板厚度和硬度，提高车门的抗冲击能力。

2. 优化车门的结构布局，合理分配各部分的材料和厚度，使车门在受到冲击时能够更好地吸收能量。

3. 采用新型的防弹材料和工艺，提高车门的防弹性能和耐用性。

4. 增强车门的密封性能，防止弹体碎片等物质侵入车内。

四、实验验证及效果评估为了验证结构改进措施的有效性，进行实验验证及效果评估。

在实验中，对改进前后的车门进行不同条件下的冲击测试，观察车门的变形、应力分布和能量吸收等情况。

同时，对比改进前后的防弹性能指标，评估结构改进措施的效果。

五、结论通过有限元分析和实验验证，本文提出的结构改进措施可以有效提高防弹车门的防弹性能。

基于有限元法的汽车后车门静态刚度分析

基于有限元法的汽车后车门静态刚度分析

设计中 ，车 门必 须具 有一 定 的开度 ，为保 证上 下车 方 便 ，能使 车 门 停 在 最 大 开 度 。 同 时 ，车 门 应 具 有 足 够 的 安 全 性 、密 封 性 ，车 门 能 锁 住 ，行 车 或 撞 车 时 门 不 会 自动 打 开 。开关方便 ，玻璃升降方便。
结构性能上 ，车 门具有 足够的刚度 ，不易变形下沉 ，行 车 时 不 振 响 ，制 造 工 艺 性 好 ，易 于 冲 压 并 便 于 安 装 附 件 ，外 型 上 与 整 车 协 调 。
加 载 方式 ：在 车 门 内板 右 角 施 加 １８３ Ｎ 的 ｙ向节 点 力 。
工 况 ４
约束方 式 ：车门铰 链 约束 除绕 ｚ轴转 动 的 ５个 自由 度 ，门锁处 约束 ３个平 动 自由度 。
加载方式 ：在车 门内板右角施加 １８３ Ｎ的 ｌ，向节点力。 经 ＮＡＳＴＲＡＮ计算 ，运用 Ｐａｔｒａｎ后处 理软件 读取 ４种 工 况 的 Ｙ方 向 的 变 形 ，如 图 ５所 示 。
ＨＹＰＥＲＭＥＳＨ与 ＮＡＳＴＲＡＮ接 口进行车 门的线性静力分析 ，得 出车门在各种工况 下的变形 、应力 等各 项参数 ，为
车 门 的 结构 设 计 和优 化 提 供 数 据 。
关 键词 ：后 车 门 ；有 限 元 ；刚度
中 图分 类号 ：Ｕ４６３
文 献标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１００６—０７０７（２０１０）０６—００６２—０２
工 况 ２
约束方式 ：车 门铰链 约 束除 绕 Ｚ轴 转 动的 ５个 自由 度 ，门锁处约束 ３个平动 自由度。
加载方式 ：在车 门内板左角施加 １８３ Ｎ的 ｙ向节点力 。
工 况 ３
约束 方式 ：车 门铰链 约束 除绕 ｚ轴 转动 的 ５个 自由 度 ，门锁处约束 ３个平动 自由度。
《防弹车门防弹性能有限元分析及其结构改进》范文

《防弹车门防弹性能有限元分析及其结构改进》范文

《防弹车门防弹性能有限元分析及其结构改进》篇一一、引言随着社会的进步和科技的发展，车辆的安全性能越来越受到人们的关注。

防弹车作为特殊车辆的一种，其防弹车门的防弹性能直接关系到乘客的安全。

因此，对防弹车门的防弹性能进行深入的研究和改进显得尤为重要。

本文将通过有限元分析方法，对防弹车门的防弹性能进行分析，并针对其结构进行改进。

二、防弹车门防弹性能有限元分析1. 有限元分析方法简介有限元分析（FEA）是一种利用数学近似的方法对真实物理系统进行模拟的方法。

该方法通过将连续体离散成有限个单元，通过求解各单元的近似解，最终得到整体结构的近似解。

在防弹车门防弹性能的研究中，有限元分析方法能够有效地模拟车辆在受到攻击时的应力分布和变形情况。

2. 防弹车门有限元模型建立在建立防弹车门的有限元模型时，需要考虑到车门的结构、材料、连接方式等因素。

通过合理的网格划分和材料属性的定义，建立出准确的有限元模型。

在模型中，需要定义车门的边界条件和载荷条件，以便进行后续的仿真分析。

3. 仿真分析与结果通过对防弹车门进行有限元仿真分析，可以得到车门在受到攻击时的应力分布、变形情况以及能量吸收情况等。

根据仿真结果，可以评估车门的防弹性能，并找出潜在的改进点。

三、防弹车门结构改进1. 改进方案制定根据有限元分析的结果，制定出针对防弹车门结构改进的方案。

改进方案可以从材料选择、结构优化、连接方式等方面进行考虑。

同时，需要考虑到改进后的车门在保证防弹性能的同时，还需要满足车辆的轻量化、成本等方面的要求。

2. 结构优化与仿真验证在制定出改进方案后，需要对改进后的车门进行仿真分析，验证其防弹性能是否得到提升。

同时，还需要对改进后的车门进行轻量化设计，以满足车辆的性能要求。

通过多次的仿真分析和优化，最终得到满足要求的防弹车门结构。

四、实验验证与结果分析1. 实验验证为了验证有限元分析和结构改进的有效性，需要进行实验验证。

通过将改进后的防弹车门安装在车辆上，进行实际的射击实验，观察车门的防弹性能和变形情况。

许玉文_车门垂向刚度有限元分析

许玉文_车门垂向刚度有限元分析

车门垂向刚度有限元分析Finite Element Analysis for Vertical Stiffness ofVehicle Door许玉文王朋波金常忠（长安汽车北京研究院北京100089）摘要：应用HyperWorks软件建立某轿车后车门有限元模型。

考虑材料非线性、几何非线性和接触非线性等因素，分析车门开启15°和全开（69°）时在垂向载荷作用下的变形情况，得到车门的垂向刚度特性。

计算结果表明后车门结构薄弱环节位于车门铰链及其安装孔附近的加强件，通过结构优化使垂向刚度满足设计目标。

关键词：垂向刚度车门有限元法HyperWorksAbstract:The finite element model of a rear door of one vehicle is established by using HyperWorks software. Considering factors such as material nonlinearity, geometric nonlinearity and contact nonlinearity, the vertical stiffness characteristic is obtained after deformation analysis for the door under vertical load at 15°and 69° opening. Numerical results show that the weak points of the structure are located at the hinges and hinge reinforcements. Structural optimization is employed to improve the vertical stiffness to meet the design target.Key words: Vertical stiffness, vehicle door, FEM, HyperWorks1 引言车门垂向刚度是车门的重要设计指标之一，它是指在车门打开一定角度状态下，在人员上下时利用车门支撑身体而产生的垂直载荷作用下，车门抵抗变形的能力，以及卸载后恢复原有形状的能力。