基于ABAQUS的重型商用车车门抗凹性能分析及优化.pdf
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1、QICHESHEJI汽车设计HEAVY TRUCK重型汽车19基于 ABAQUS 的基于 ABAQUS 的重型商用车车门重型商用车车门抗凹性能分析及优化抗凹性能分析及优化通过在刚度薄弱部分增加补强胶片,提升车门的抗凹性能,此方法具有操作灵活,受空间限制小等优点,可作为加强方案。常见的车门抗凹性能设计方法是借用有限元结构优化软件,对上述四种方案进行车门的线性结构分析,找出车门结构设计缺陷点,进行结构优化。这种结构优化方法存在两个弊端,其一是仅考虑单一方案对抗凹性能的影响,难以做到结构轻量化和成本最优。其二是采用线性结构设计方法,不能有效反映车门的大塑形变形,因此无法得到结构优化最优解,亟待寻求更
2、加先进的结构优化方法解决此问题。本文基于 Hypermesh 软件对某款重型商用车驾驶室车门总成进行有限元建模,通过 ABAQUS 软件对车门抗凹性能进行结构非线性分析,力求反映车门的塑形变形,同时考虑增加加强板和补强胶片对车门抗凹性能提升贡献度,旨在寻找满足结构强度的前提下,车门结构重量最轻、制造成本最低方案,为重型商用车车门设计开发提供新的思路和方案。2 车门结构数值模型建立2.1 网格划分使用 2D 单元对车门外板及内板等零件进行网格划分,平均网格尺寸为10mm。铰链使用 3D 实体单元,平均网格尺寸 3mm。2.2 材料属性材料使用钣金、补强片,材料线性属性如下表 1 所示:表 1 材
3、料线性属性材料弹性模量(MPa)泊松比密 度(t/mm3)钣金2100000.37.8e-9补强片15000.41.4e-92.3 选取加载点计算车门总成(不含铰链)的自由模态,选取模态较低频率下位移最大的点为加载点。1 前言随着汽车工业的快速发展,人们对车辆的各项性能的要求越来越高,车门的抗凹性能是衡量车身结构安全性能的重要指标。车门承受外部载荷作用,抵抗凹陷挠曲及局部凹陷变形并保持原有形状的能力被称为车门的抗凹性。车门作为车身的重要覆盖件之一,具有尺寸大及曲率大的特点,当所受外载荷超过一定程度时,易凹陷,甚至发生塑性变形。汽车覆盖件易受到人为手掌下压产生凹陷,或行驶过程中受飞溅石子等物体的
4、高速撞击而发生局部凹陷。行业内一般通过以下几种方式来提升车门抗凹性能:一是通过增加车门外板厚度,这种方法的缺点显而易见,即大大增加了车门的重量,不符合轻量化设计理念。二是采用屈服强度更高的高性能材料,该方法因成本较高,易造成成型困难,一般只作为备选方案。三是针对刚度薄弱部分增加加强支架,通过提高局部抗凹性能达到优化目的。四是文文/刘 倩 邓 超 聂成刚 艾亚红 鲁 曦(陕西重型汽车有限公司刘 倩 邓 超 聂成刚 艾亚红 鲁 曦(陕西重型汽车有限公司)【摘 要摘 要】本文基于 ABAQUS 软件对几种车门方案的抗凹能力进行非线性仿真分析,通过对比在车门外板上增加】本文基于 ABAQUS 软件对几
5、种车门方案的抗凹能力进行非线性仿真分析,通过对比在车门外板上增加加强支架、增加阻尼胶片及两种方案组合的情况下车门总成的最大位移及残余变形,来考察几种方案对车门抗凹性加强支架、增加阻尼胶片及两种方案组合的情况下车门总成的最大位移及残余变形,来考察几种方案对车门抗凹性的提升效果。通过分析发现增加加强支架及阻尼胶片提高了车门外板的刚度,对提升车门的抗凹性均有较好的效果,的提升效果。通过分析发现增加加强支架及阻尼胶片提高了车门外板的刚度,对提升车门的抗凹性均有较好的效果,而二者组合的方案则会取得更好的提升效果,组合方案能较大程度地提升车门抗凹性,且车门重量增加较少、成本而二者组合的方案则会取得更好的提
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