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10.16638/ki.1671-7988.2020.19.037某轿车车门窗框刚度分析和结构优化路忠锋（宝能（西安）汽车研究院有限公司，陕西西安712000）摘要：为解决前门窗框刚度不足的问题，借助CAE前后处理软件HyperMesh & HyperView及ABAQUS软件，对某车型窗框刚度进行分析，通过查看应变云图，找到刚度薄弱处并进行优化，得到相关数据。
通过优化窗框结构方案，满足窗框刚度设计要求。
关键词：轿车车门；窗框刚度；刚度分析；结构优化中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)19-116-03Stiffness Analysis And Structure Optimization Of a Car Door Window FrameLu Zhongfeng( Baoneng (Xi'an) Automotive Research Institute Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 712000 )Abstract:In order to solve the problem of insufficient stiffness of the front door window frame, we can analyze its stiffness with the help of the CAE pre-processing software HyperMesh & hyperview and ABAQUS, find the weak points of stiffness and optimizes it by looking over the strain nephogram, and obtain the relevant data. The stiffness of a door window frame can be satisfied by optimzation structure design.Keywords: Car door; Window frame stiffness; Stiffness analysis; Structural optimizationCLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)19-116-03引言随着汽车工业的高度发展，汽车保有量越来越高，车门作为汽车的一个重要组成，其品质在一定程度上反映一家主机厂的造车水平。
基于CAE分析和刚性试验的车门补强片运用作者：付磊等来源：《汽车科技》2015年第04期摘要：本文主要介绍了车门补强片在车门外板指压刚性改善上的运用，首先，利用指压试验和CAE分析方法得到车门外板指压刚性弱的区域；其次，针对这些刚性弱的区域，分别利用6种厚度和形状的补强片进行CAE分析，得到一种改善效果最好的车门补强片形式；最后，通过车门指压试验和主观评价，评定车门刚性得到较大改善，车门状态符合要求。
关键词：补强片；车门外板；指压试验；CAE中图分类号：U463.83+4 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2015）04-0034-04The Use of Reinforcing Sheet Base on Pressure Test and CAEAnalysisAbstract： This paper mainly introduces the application of the reinforcing sheet， about acupressure rigidity improvement on the outer door. Firstly， The pressure test and CAE analysis method to get the weak rigidly area of the outer door. Secondly， the stiffness weak areas，respectively， using 6 kinds of thickness and shape of the reinforcement plate for CAE analysis. Finally get a best effect of reinforcing sheet. Finally， through the pressure test and subjective evaluation， the rigidity of outer door is greatly improved， the state of the door is OK.Key Words： reinforcing sheet， outer door， pressure test， CAE1 引言汽车轻量化是节省能源和降低污染的有效途径，研究报告表明：轿车每减重10%，则油耗可以降低减少6%-8%[1]。
浅议汽车侧门结构设计中的CAE应用一、引言汽车侧门是乘员上下车的主要出入口，也是较多功能件集中的部件之一。
其结构设计涉及很多性能要求，例如乘员出入的便利性、开闭车门的感知质量、玻璃的升降性等。
为满足相关性能要求，在详细的结构设计中需要以相关性能要求为基点进行设计。
为避免结构设计所造成的性能不足或过剩，在初版结构数据完成后，对其进行相关的CAE 分析是很必要的。
本文以CAE 在某车型前车门结构设计中的具体分析为例，简述CAE 在汽车侧门结构设计中的具体应用。
二、CAE 分析在汽车侧门结构设计中的应用本文利用Hyperworks 软件对某车型前车门总成进行网格划分，得36108 个有限元模型单元，有限元模型质量为16.78Kg，与实测质量一致。
其中，焊点用CWELD 和CONN3D2 模拟，胶体用3D 实体单元模拟。
该前车门的有限元分析模型如图1 所示。
图1 前车门有限元分析模型前车门有限元模型中相关材料的特性如表1 所示。
表1 前车门有限元模型中相关材料的特性材料弹性模量(N/mm2)泊松比密度(T/mm3)屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)mylon610 8300 0.28 1.4E-9glue 6 0.4 6.0E-10H260 208000 0.3 7.9E-9 235 383BUFD05 208000 0.3 7.9E-9 155 250BSUFD 208000 0.3 7.9E-9 114.3 414.4SECD 208000 0.3 7.9E-9 240 270BLC 208000 0.3 7.9E-9 140 405DC54 208000 0.3 7.85E-9 170 305BLED+Z 208000 0.3 7.9E-9 145 283SPHD 208000 0.3 7.85E-9 240 270SPCC 208000 0.3 7.9E-9 240 270S20C /SAPH440208000 0.3 7.9E-9 363 466DC03 207000 0.28 7.83E-9 152 363.72DC04 208000 0.3 7.9E-9 133.4 355.5SPCE 208000 0.3 7.9E-9 149 262SPOT 210000 0.3 7.9E-9 350 850环氧树脂7000 0.35 1.35e-91. 前车门自由模态分析（1）约束和加载。
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。
CAE技术在汽车车门结构性能设计中的应用
王力
【期刊名称】《汽车工程师》
【年(卷),期】2015(000)001
【摘要】为提高汽车车门设计性能，文章介绍了CAE技术在汽车车门开发中的应用，对比研究了几种经典车型前后侧门的结构，提出了汽车车门开发中窗框刚度设计等关键技术中的设计要点。
研究表明，窗框刚度设计的关键是设计合理的窗框宽度：铰链布置与设计时，横置安装的铰链比纵置安装铰链抗垂向变形能力更强；车门扭转刚度设计应重点考虑锁扣的位置和加强板的结构形式；外板抗凹设计的关键是提升腰线加强板的刚度。
【总页数】5页(P31-35)
【作者】王力
【作者单位】广州洗车集团股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TS653
【相关文献】
1.逆向造型设计在汽车车门设计中的应用技术研究
2.CAE技术在汽车车门结构性能设计中的应用
3.机械设计与模具设计中CAD/CAE技术的应用
4.机械设计与模具设计中CAD/CAE技术的应用
5.CAD/CAE技术在机械设计与模具设计中的应用研究
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cae在汽车设计中的应用CAE（计算机辅助工程）在汽车设计中的应用导语：随着科技的发展和计算机技术的日益成熟，计算机辅助工程（CAE）在汽车设计中的应用越来越广泛。
本文将重点探讨CAE在汽车设计中的应用领域和优势，以及其对汽车设计带来的影响。
一、CAE在汽车设计中的应用领域1. 结构分析：CAE可以通过有限元分析（FEA）来对汽车的结构进行模拟和分析，以评估其强度、刚度和耐久性。
通过对各种载荷情况下的模拟测试，可以帮助设计师优化车身结构，提高整车的安全性和耐久性。
2. 碰撞仿真：通过CAE的碰撞仿真技术，设计师可以在计算机上模拟不同碰撞情况下的车辆行为，以评估车辆的安全性能。
通过对车身和座椅的碰撞仿真，可以优化车辆的结构设计，提高乘员的安全性。
3. 空气动力学分析：CAE可以通过流体力学仿真技术对汽车的空气动力学性能进行模拟和分析。
通过优化车身外形和风道设计，可以降低车辆的风阻系数，提高汽车的燃油经济性和行驶稳定性。
4. 声学分析：通过CAE的声学分析技术，可以对汽车的内部和外部噪声进行模拟和分析。
通过优化车辆的隔音材料和噪声控制装置，可以提高车辆的乘坐舒适性和降低噪声污染。
5. 热流分析：CAE可以通过热流分析技术对汽车的冷却系统和排气系统进行模拟和分析，以评估其热性能。
通过优化散热器和风道设计，可以提高车辆的散热效率，保证发动机的正常运行。
二、CAE在汽车设计中的优势1. 提高设计效率：CAE可以通过模拟和分析技术快速评估各种设计方案的性能，避免了传统试验方法的时间和成本消耗。
设计师可以在计算机上进行多次仿真测试，快速找到最优设计方案，提高设计效率。
2. 降低成本：通过CAE的模拟和分析技术，可以在设计阶段就发现和解决潜在的问题，避免了在实际制造阶段才发现的问题，从而降低了开发成本和生产成本。
3. 提高产品质量：CAE可以通过模拟和分析技术对汽车的性能进行全面评估，从而提高产品的质量和可靠性。
轿车车门安装件的力学性能分析郑海【摘要】国内在轿车车门的设计过程中出现很多问题，尤其是车门铰链、车门安装点等安装件的性能，大大影响了车门的机械性能、声品质。
分析车门安装件的性能、提高其力学性能是主机厂十分关注的问题。
本文阐述了车门安装件的结构及其性能要求，然后应用计算机辅助分析对车门铰链、车门安装点进行了力学分析。
本文的研究方法对于车门安装件的力学分析有参考作用。
%There are many problems in the domestic car door design process, especially the performance of door hinge, door installation point mounting parts, greatly influence the mechanical properties, the sound quality of the door. Performance analysis, door mount to improve its mechanical properties are concern of car company. This paper expounds the requirements of door mount and its performance, and use CAE to analyse the mechanical performance of door hinge, door mounting point. This research method can supply reference for mechanical door mount analysis.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】3页(P74-75,84)【关键词】轿车;车门安装件;车门铰链;动刚度;性能分析【作者】郑海【作者单位】杭州职业技术学院青年汽车学院，浙江杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】U463.8CLC NO.:U463.8Document Code:AArticle ID:1671-7988(2015)07-74-03轿车车门是车身四门两盖中最重要的部件，对于乘员的舒适性影响最大。
cae技术在现代车身设计中的应用场景和贡献现代车身设计中，CAE（计算机辅助工程）技术在许多方面发挥了重要的作用，对于提高汽车的安全性、舒适性、性能和节能环保等方面做出了巨大贡献。
以下将详细介绍CAE技术在现代车身设计中的应用场景和贡献。
首先，CAE技术在车身刚度和强度分析中发挥了重要作用。
通过对车身结构进行有限元分析，可以预测新设计的车身结构是否能够满足刚度和强度的要求，避免了在实际制造之前进行大量的实验测试。
通过优化车身结构的材料和几何形状，可以减轻车身重量，提高整车的燃油经济性和驾驶性能。
其次，CAE技术在车身碰撞仿真中的应用非常广泛。
现代车辆在设计阶段需要经过大量的碰撞仿真来预测在不同碰撞情况下车身和乘员的受损情况。
通过模拟车辆与不同碰撞物的碰撞过程，可以分析车身是否能够在碰撞时保护乘员的安全。
同时，通过优化车身结构和材料的强度分布，可以提高车身在碰撞时的吸能能力，减小碰撞对乘员的伤害。
此外，CAE技术在车身振动和噪音分析中也发挥了重要作用。
在车辆行驶过程中，车身会受到发动机、悬挂系统、路面不平等因素的振动激励，从而产生噪音和不舒适的驾驶感受。
通过有限元分析和模态分析，可以预测车身的振动特性，并通过优化车身结构和材料的方式减小振动和噪音。
另外，CAE技术也可以模拟车内空间的声学特性，对车内噪音进行分析和优化，提高驾驶舒适性。
此外，CAE技术在空气动力学分析中也起到了重要作用。
通过CAE 技术可以对车身的气动特性进行模拟和优化，例如设计车身外形以减小空气阻力，改善车辆的燃油经济性。
此外，CAE技术还可以对车身的空气流动进行分析，预测车辆在高速行驶时的稳定性和操控性。
最后，CAE技术在车身生产过程中也发挥了重要作用。
通过CAE技术可以模拟车身的各种加工工艺，例如模具设计、冲压成形、焊接和涂装等，以优化生产过程和减少生产成本。
通过有限元分析，可以预测和避免车身在加工过程中出现的缺陷和变形。
综上所述，CAE技术在现代车身设计中的应用场景非常广泛，包括刚度和强度分析、碰撞仿真、振动和噪音分析、空气动力学分析以及生产过程仿真等方面。
