52_基于RADIOSS的车门铰链刚度分析_张三磊

基于模态方法的车门动态特性研究车门是汽车的一个重要组成部分，在车辆工程中具有重要的作用。

它不仅是通行人员进出汽车的出入口，同时也是车辆安全性能的重要组成部分。

因此，研究车门的动态特性对于提高车辆的性能和安全性具有重要的意义。

为了研究车门的动态特性，可以采用模态方法进行分析。

模态是指物体在振动时所具有的固有频率和固有振形。

在车门振动时，它会产生固有频率和振形，因此可以采用模态方法对其进行分析和研究。

首先，对车门的材料进行分析。

车门一般使用的材料有钢铁、铝合金等。

钢铁是常用材料，具有较高的强度和刚度。

铝合金具有较轻的重量和良好的耐腐蚀性能。

选择适合的材料可以使车门在振动时具有更好的动态特性。

其次，进行模态分析。

模态分析是一种计算机模拟分析方法，可以模拟物体在振动时所产生的固有频率和振形。

通过模态分析可以获取车门的固有频率和振形，并分析其在振动时的响应特性。

最后，进行模态试验。

模态试验是通过实验方法验证模态分析结果的一种方法。

可以选择在振动试验台上对车门进行振动试验，通过试验可以验证模态分析得到的固有频率和振形是否正确。

通过上述研究方法，可以对车门的动态特性进行研究，进而改进车门的设计。

例如，在设计车门时可以选择适合的材料，以使车门在振动时具有更好的动态特性。

另外，在车门的设计中还可以采用阻尼措施以降低车门振动的幅度，增加车门的稳定性和安全性。

总之，通过采用模态方法研究车门的动态特性，可以为车门的设计和制造提供重要的依据和指导。

在未来的汽车工程发展中，将继续研究和改进车门的动态特性，以提高汽车的性能和安全性。

作为汽车的一个重要组成部分，车门在汽车工程中具有重要的作用。

车门不仅是通行人员进出汽车的出入口，同时也是车辆安全性能的重要组成部分。

因此，研究车门的动态特性对于提高车辆的性能和安全性具有重要的意义。

在实际中，无论是汽车的行驶还是在停车状态下，车门都会处于要么开启要么关闭的状态。

在这个过程中，车门振动是不可避免的，这对于车门的稳定性和安全性提出了更高的要求。

一种连接车体的铰接装置的有限元受力分析采用有限元处理软件HYPERMESH进行建模，采用HyperWorks自带的大型非线性有限元求解器RADIOSS对此铰接装置进行有限元强度分析，校核强度。

标签：铰接装置；有限元强度分析；非线性理论1 概述此铰接装置是用于低地板车辆两模块之间重要的连接部件。

本次分析根据产品三维图和车体载荷输出，采用目前世界上最通用的有限元处理软件HYPERMESH进行建模，最后采用HyperWorks自带的大型非线性有限元求解器RADIOSS进行计算。

建立详细的有限元模型需要根据实际情况对实际结构进行必要的简化，选择合适的单元，合理模拟实际连接连接情况，下面进行分别讨论。

建模过程中对下列问题进行了简化：圆角、倒角以及工艺凹槽等结构中尺寸相对较小的局部细节将影网格质量，处于低应力区的这些结构细节予以忽略，高应力区则不能忽略。

单元选择：该结构件不完全对称，为了准确模拟结构的受力情况，取整体结构建立有限元力学模型。

由于铰接装置结构件厚度大部分都在4mm以上，厚度较厚，细长处较少，故在建立有限元模型时采用六面体单位CHEXA，该单元上的每个节点都具有6个自由度，分别为沿节点坐标系X、Y、Z方向的移动和绕X、Y、Z轴转动。

2 有限元建模有限元建模：结构静力学分析是用来计算结构在固定不变的载荷的作用下的响应，也就是由稳态外载引起的系统或部件的位移、应力、应变或力，结构静力分析不考虑惯性和阻尼的影响，但是静力分析却可以分析那些固定不变的惯性载荷对结构的影响，以及那些可以近似为静力作用的随时间变化的载荷。

结构静力分析中，由于只是分析计算由那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用下的结构或部件的位移、应力和应变，因此一般都假定载荷和响应固定不变。

静力分析中施加的载荷包括外部施加的作用力和压力、稳态的惯性力（如重力和离心力）和位移载荷等。

第四强度理论认为，单元体的均方根剪应力是引起材料屈服破坏的主要因素。

报告编号：
前舱盖铰链安装点刚度强度分析
部门：CAE
报告人：
审核人：
批准人：
报告时间：2007-11-15
前舱盖铰链安装点刚度强度分析
一、概述
本次分析过程采用Hypermesh软件做前后处理，计算采用Nastran软件做线性分析。

二、模型
前舱盖铰链安装点刚度强度分析有限元模型如下，单元采用Shell单元，单元基准长度10mm。

图1 前舱盖铰链安装点刚度分析有限元模型
三、材料
前舱盖铰链安装点刚度强度分析所使用的材料参数及其性能见表1和表2。

表1 模型材料参数
表2 模型材料性能
四、计算内容
前舱盖铰链安装点刚度强度
计算前舱盖铰链安装点刚度，在铰链安装点垂直于安装平面施加F=1000N 的载荷。

图2 前舱盖铰链安装点刚度分析边界条件
计算结果：
刚度=F／加载点位移=5405N/mm 目标值>1000N/mm
图3 前舱盖铰链安装点位移图
图4 前舱盖铰链安装点应力图
表3：零件应力结果
五、结论
根据分析结果得出，前舱盖铰链安装点刚度强度符合要求。

（研究生课程论文）汽车动力学论文题目：基于ABAQUS的车门强度分析指导老师: 学院班级：学生姓名学号：2014年12月基于ABAQUS的车门强度分析（武汉理工大学）摘要：轿车门系统结构设计与优化是整车开发过程中的重要环节。

车门的强度直接关系到整车在冲击、碰撞等载荷下的安全问题，车门结构静态强度的计算分析,在车门结构设计进程中非常重要。

本文根据国家“轿车侧门强度"试验标准，基于ABAQUS平台对车门强度进行有限元模拟分析，车门外板采用不同的材料和厚度，分析对车门强度的影响，并选择最优方案。

关键词：车门；强度；有限元Analysis of automobile door strength based onABAQUSHan Yu(Class 141 of SCHOOL OF AUTOMOTIVE ENGINEERING, WHUT)Abstract:Door system structural design and optimization is an important part of the vehicle development process。

The analysis of Static strength of the door structure is very important in the structural design of the doors。

In this paper，according to the national “car side door strength” test standard, based on the platform of ABAQUS finite element simulation analysis was carried out on the strength of the door. The outer door plate is made of different materials and thickness to analyze the effect on the strength of the door, and we choose the the optimal scheme。

基于RADIOSS软件的汽车后安全带锚固点强度分析张三磊李志祥（上海汽车股份有限公司技术中心，上海，201804）摘要：安全带系统是汽车安全系统的核心部件，而安全带锚固点零件的强度是影响安全带系统性能的关键要素，并且必须通过GB14167-06《汽车安全带安装固定点》中规定的强度实验要求。

本文基于RADIOSS 软件，按照国标相关试验要求，利用有限元分析法对某乘用车后排安全带安装固定点零件强度进行分析研究，可以有效的减少试验次数，节约试验成本，为进一步的优化设计提供指导。

关键字：安全带锚固点强度分析 RADIOSS FEM1. 概述当汽车发生碰撞或者紧急刹车时，安全带系统是最重要的被动安全系统。

在这个过程中，巨大的冲击力通过安全带及其与车身的连接结构传递到车身，安全带产生预期效果的前提是安全带锚固点不能脱落。

因此保证安全带锚固点有足够的强度是车身设计的重要要求。

安全带锚固点试验对车身而言是一项重要的试验，锚固点及其周围部件将予以重点考察。

GB14167-06《汽车安全带安装固定点》规范了安全带锚固点的试验。

安全带锚固点强度试验时间和花费很大，且需要国家专门机构进行。

在试验进行之前利用有限元虚拟仿真，能够有效的减少试验次数，节约试验成本。

RADIOSS是功能强大的有限元仿真软件，尤其是其显式求解模块对大应变和大位移等非线性问题具有良好的计算能力。

本文采用RADIOSS软件，对某乘用车后排座椅的安全带锚固点强度进行分析研究。

2. 有限元模型的建立进行后排安全带锚固点强度分析所需要的模型主要是白车身后部，座椅骨架，假人模型（试验模块）和安全带。

本文采用HyperCrash软件作为前处理软件，建立有限元分析模型如图1所示：图1 后排安全带锚固点强度分析有限元模型模型共有shell单元数目为225478，其中三角形单元8148，节点数量为235300。

白车身材料和二维安全带材料采用LAW36材料。

假人（实验模块）为刚性体。

1 概述车门作为汽车车身中十分重要而又相对独立的功能部件，具有隔绝车外噪声，缓冲来自外部的冲击，提供乘员生存空间等安全性和舒适性功能，其刚度、强度、振动特性、开闭轻便性、外板抗凹性直接影响整车的性能及外观品质，因此在车门设计开发过程中，有必要就不同工况对各种设计方案进行分析和优化，本文拟以某轿车为例，采用HyperMesh前处理及RADIOSS求解器，对影响车门刚度、强度的几种典型分析工况进行CAE分析，给出相应的评价标准，探讨车门刚度及强度分析方法，为进一步车门结构优化分析提供分析依据。

2 有限元建模轿车车门一般由外板、内板、窗框、玻璃导槽、门铰链、门锁以及门窗附件等组成。

内门板上有玻璃升降器、门锁附件等。

内板由薄钢板冲压而成，其上分布有窝穴、空洞、加强筋，内板内侧焊有内板加强板。

为了增强安全性，外板内侧一般通过防撞杆支撑架安装了防撞杆，窗框下装有加强板。

内板与外板通过翻边、粘合、滚焊等方式结合。

采用壳单元（PSHELL）对某轿车车门进行网格离散，单元数量为29747，节点数量为30405，其中三角形单元数量为1158；设定材料厚度、弹性模量、泊松比和密度等参数；车门各部件间通过焊接，刚性连接，胶粘等方式进行连接，按照实际情况布置焊点和粘胶位置，有限元模型如图1所示。

图1 车门有限元模型3 分析工况对自由模态、扭转、风载变形、自重及加载下垂等四种典型工况进行分析，各工况的约束方式、加载条件如表1所示。

表1 车门的典型分析工况4 分析结果采用RADIOSS求解器对表1所列工况进行求解，通过HyperView进行分析结果后处理。

4.1 模态分析该车门的一阶扭转模态如图2所示，一阶扭转模态频率为48.36Hz，大于30Hz，且车门各阶模态与车身及其它部件模态频率没有重合，满足设计要求。

图2 一阶扭转模态4.2 扭转刚度分析按照表1对车门施加位移约束和载荷，如图3（a）。

考察车门上4个测点（如图3（b）所示，各点离边界25.4mm）的Y向位移，统计结果见表2，4个测点的位移均小于4mm，满足刚度要求，扭转刚度工况下的位移场如图4所示。

基金项目：北京市属高等学校高层次人才引进与培养计划项目（CIT&TCD20130328）；北京市教委科研基地建设项目（PXM2014_014224_000065）某SUV 左前车门静态刚度的有限元分析许佳斌，张瑞乾，曹国栋（北京信息科技大学机电工程学院，北京100192）0引言车门作为车身结构的重要组成部件，其通过铰链与车身连接，与车身一起为乘客提供安全的乘坐空间。

车门主要由车门外板、车门内板、窗框加强板、门锁加强板、铰链安装板、防撞杆和铰链等组成［1］。

车门刚度是车门设计中的重要参数之一，直接影响整车的舒适性和安全性［2-3］。

因此，在汽车开发设计阶段，应根据试验数据对车门结构中存在的问题进行优化处理，从而提高产品整体的质量和性能。

本文利用有限元方法，通过计算机仿真对某款SUV 前车门的模态、下沉刚度、扭转刚度进行了分析与计算，发现车门结构设计中存在的问题，为提高车门性能提供了参考依据。

1建立车门有限元模型首先，在CATIA 软件中，根据车门的设计尺寸建立车门的三维几何模型，如图1所示，然后导入到有限元分析软件HyperMesh 中进行几何修复，对于车门结构的变形和应力分布影响很小的某些功能件和非主要承载件进行模型的简化，如忽略直径小于16mm 的圆孔、半径小于5mm 的过渡圆角和倒角，以此获得较好的网格质量，提高求解精度。

前车门所有薄板冲压成型件均采用四边形Quads 和三节点三角形Trias 壳单元，单元尺寸控制在4~17mm ，平均单元尺寸控制在10mm ，壳单元共14749个，三角形单元1025个，占6.95%（<8%）；采用刚性的RBE2单元模拟焊点，weld 焊点共87个，同时用Rigid 模拟螺栓连接，刚性连接点共145个，最后定义各零件的材料属性［4］。

建立的车门有限元模型如图2所示。

2车门静态刚度有限元分析2.1车门自由模态分析左前车门作为整车中非常重要的一个结构部件，在设计时，其一阶固有频率应该避开道路激励频率、传动轴激励频率以及发动机激励频率，从而避免发生共振，产生振动噪声，影响乘员舒适性。

基于Hypermesh的某轻卡车门抗凹刚度分析及形貌优化冯博;宋杨
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2013(51)9
【摘要】对该车门进行抗凹刚度试验,得到各测点的变形数据.运用Hypermesh软件建立某轻卡车门的有限元模型,并对其抗凹刚度进行仿真分析,得出各测点的应变云图,对比仿真结果和实验所得的变形数据,得出结论并进行形貌优化,找出一个加强肋的最佳位置,以提高车门的抗凹刚度.
【总页数】5页(P13-16,27)
【作者】冯博;宋杨
【作者单位】230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院;230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U464.12
【相关文献】
1.基于hypermesh的乘用车车门性能分析及结构优化 [J], 肖凯锴;柴梓晴
2.基于Radioss的车门外板抗凹性分析 [J], 赵世宜;魏宁波;王继锋
3.基于ABAQUS的引擎盖抗凹刚度分析 [J], 邢志远
4.基于ABAQUS 的车门外板抗凹性能分析 [J], 王开松;王小睿;尹广;谢有浩
5.基于hypermesh的某轻卡车架强度分析及优化 [J], 张枫;李冰
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基于RADIOSS的侧门关门耐久性能分析赵婷婷王得天泛亚汽车技术中心上海 200120摘要：关门耐久性能是汽车侧门的重要评估工况之一。

目前汽车厂多采用仿真结合试验来确保侧门的耐久性，为了减少试验成本，缩短研发周期，需要准确、简单、快速的仿真分析预测方法。

本文基于RADIOSS采用惯性释放结合疲劳分析方法来模拟关门的瞬态工况，并对标相关试验。

分析和对比结果表明，该分析方法能快速有效地再现侧门关门耐久性能，有利于在产品开发前期预测及优化车门结构性能，提高设计效率。

关键字：关门耐久性能、惯性释放、RADIOSS、汽车侧门0引言随着计算机技术的广泛应用和快速发展，CAE仿真技术已成为支持工程师进行创新研究和创新设计最重要的工具和手段。

在汽车领域，其研究对象几乎涵盖所有子系统，研究内容包括结构分析、工艺分析、动力学分析、内外流场和安全分析等多个方面。

针对汽车侧门来说，车门的关门耐久性是车门开关门性能不可或缺的部分。

本文应用RADIOSS求解器中一体化的疲劳分析功能，采用惯性释放方法简单快速地模拟车门的开关门疲劳性能。

车门的关门过程是一个瞬态的动力冲击过程，发生频次高。

关门载荷引发冲击和震动，导致冲击加速度和惯性加速度。

若冲击载荷接近车门子系统的固有频率，可能导致零件大的应力和变形[1]。

本文旨在基于惯性释放方法结合疲劳分析来预测侧门关门工况中内板的疲劳寿命分布。

首先通过对标关门锁扣力获得关门时的加载惯性力矩，然后通过静态分析获得应力应变分布，最后进行疲劳分析来预测内板的裂纹产生。

通过与试验对标，验证分析的准确性，提出相应的改进方案，并进行相关试验验证。

1车身侧门有限元模型建立汽车车门是车身结构的重要组成部件之一，其性能影响车身结构性能的好坏。

车身作为一个综合子系统，与车厢一起构成乘员的周围空间范围，应具备足够大的强度、刚度和良好的震动性能[2]。

本文的分析模型包括白门、玻璃、玻璃导轨、水切密封、铰链等。

焊点采用ACM单元，密封条采用弹簧单元，其中白门上的附件均采用集中质量模型用REB2单元连接。