轿车车门刚度特性分析及研究

摘要

随着汽车工业的发展，用户对轿车舒适性要求不断提高。车身动态特性研究成为新车型开发中有限元法应用的重要领域之一，是新产品开发中结构分析与设计的重要内容。车门作为车身结构中的重要组成部分，其动态性能对整车的振动、噪声辐射具有重要的影响。其刚度对车门自身的动态性能、模态频率分布，具有重要作用。本文研究了有限元建模技术对车门动态分析的影响，建立起适合动态分析的车门有限元模型，在此基础上，进行了刚度和模态分析。研究内容如下:以某轿车的车门为研究对象，采用有限元分析和试验验证的方法，对其动态性能进行了分析和对比性实验。其工作主要分为三个方面:
　　 1、车门的有限元建模。着重对车门构件的网格划分方法和焊点模拟实现做了详细说明;同时，对网格划分和焊点实现过程中易出现的问题及其解决方案作以总结，最终得到一个完整的车门有限元模型。
　　 2、车门有限元静力分析。目的是分析车门刚度、强度，并根据分析结果，对车门的刚度、强度做出总体评价，并对不合理的地方提出优化方案。
　　 3、基于理论和试验模态分析，对某轿车车门进行了动态特性研究。通过对比车门理论模态和试验模态的固有频率和振型，验证了理论模型的正确性。
　　 通过本文的研究，得到了准确建立车门有限元模型的一系列方法和准则，包括车门焊点的模拟和和快速建模方法，车门结构的简化原则等等。在典型轿车车门分析的应用和试验验证表明，这些方法与准则有助于提高有限元建模分析的有效性，这为进一步开展车门结构动态特性的正向改进设计与优化奠定了技术基础。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本课题目的及意义

1．2 国内外车门研究现状

1．3 本课题研究内容

1．4 本章小结

第二章 有限元技术基本理论及相关软件介绍

2．1 有限元分析相关软件介绍

2．1．1 CATIA简介

2．1．2 HYPERMESH简介

2．1．3 OPTISTRUCT简介

2．2 有限元方法分析流程

2．3 有限元分析方法

2．3．1 有限元法基本步骤

2．3．2 有限元法优点

2．3 本章小结

第三章 车门有限元模型的建立

3．1 车门结构及要求

3．2 车门CAD模型建立过程

3．3 车门有限元模型的建立

3．3．1 格式转换与几何清理

3．3．2 网格划分

3．3．3 焊点模型

3．3．4 单元选择

3．3．5 材料参数

3．4 本章小结

第四章 车门刚度的有限元分析

4．1 引言

4．2 车门刚度性能评价标准

4．3 轿车车门下沉刚度分析

4．3．1 约束方式和条件加载

4．3．2 计算结果与分析

4．4 轿车车门扭转刚度分析

4．4．1 约束方式和条件加载

4．4．2 计算结果与分析

4．5 轿车车门外板静压刚度分析

4．5．1 约束方式和条件加载

4．5．2 计算结果与分析

4．6 车门刚度总结

第五章 车门模态分析

5．1 结构模态分析理论

5．2 车门自由模态分析的相关设置

5．2．1 设置车门自由模态分析的边界条件

5．2．2 设置模态范围及模态阶数

5．2．3 创建OPTISTRUCT载荷步

5．3 车门模态计算

5．4 结果分析

5．5 车门的试验模态分析

5．5．1 试验模态分析理论基础

5．5．2 试验测试方法

5．5．3 试验模态结果分析

5．5．4 试验模态分析值与数值模态分析值对比

5．6 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 工作展望

参考文献

致谢