本文格式為Word版，下載可任意編輯——隱式算法[基于LS

基于LS-DYNA隱式算法的車門下沉剛度分析

基于LS-DYNA隱式算法的車門下沉剛度分析摘要：

四門兩蓋是乘用車的重要組成片面，車門作為重要構(gòu)件，應(yīng)當(dāng)具備足夠的剛度強(qiáng)度和抗振性能，本文利用LS-DYNA隱式算法對(duì)其舉行有限元仿真分析計(jì)算，為車門設(shè)計(jì)驗(yàn)證供給穩(wěn)當(dāng)?shù)睦碚撘罁?jù)。

1引言車門是車身的重要組成片面，當(dāng)車門剛度缺乏，輕易造成車門開啟困難、密封不好、漏風(fēng)滲雨等問題，從而導(dǎo)致車門產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，大大降低乘坐舒適性，使得人員體驗(yàn)度下降，降低產(chǎn)品質(zhì)量。因此，對(duì)車門舉行下沉剛度分析很有必要，有限元分析是驗(yàn)證車門剛度的重要手段。

Hyperworks是汽車行業(yè)廣泛應(yīng)用的前后處理軟件，其與多個(gè)求解器軟件有很好的接口，譬如Abaqus、LS-DYNA、Nastran、Ansys、Optistruct等，汽車行業(yè)一般用Hypermesh為其他求解器搭建有限元模型。LS-DYNA能夠模擬真實(shí)世界的各種繁雜問題，分外適合求解三維非線性布局的碰撞、金屬成型等非線性動(dòng)力學(xué)沖擊問題，以Lagrange算法為主，兼有ALE和Euler算法，以顯式算法為主并有隱式算法，是通用的布局非線性有限元分析程序。本文利用Hyperworks軟件對(duì)車門建立有限元模型，在Hypermesh中搭建LS-DYNA求解器的CAE模型，在LS-DYNA中用隱式算法舉行求解，對(duì)設(shè)計(jì)車前車門舉行下沉分析，以了解其抗?fàn)幋瓜蜃冃蔚牟拍?，為布局設(shè)計(jì)供給參考依據(jù)。2某轎車前車門有限元模型針對(duì)某新型電動(dòng)乘用車前車門下沉分析所用有限元模型，如圖1所示。有限元建模過程中，對(duì)模型舉行幾何清理和幾何簡(jiǎn)化，對(duì)薄板舉行抽中面處理，鉸鏈留存實(shí)體，劃分實(shí)體單元，截取白車身片面，用鉸鏈與其連接，白車身和車門片面用點(diǎn)焊和二氧化碳養(yǎng)護(hù)焊連接，前擋風(fēng)玻璃和前車門玻璃用膠粘連接。網(wǎng)格采用四邊形、三角形和周圍體單元，用8mm大小劃分網(wǎng)格，三角形單元總數(shù)不超過5%，該有限元模型重量為25.6Kg，節(jié)點(diǎn)數(shù)量為264882，單元數(shù)量為255874。

3前車門材料屬性前車門所用材料屬性如表1所示。

4邊界條件4.1約束約束車身斷面處的平動(dòng)自由度；

約束車身與底盤連接處的全部自由度；

約束鎖扣處的側(cè)向平動(dòng)自由度；

考慮鉸鏈與側(cè)圍外板和車門內(nèi)板之間的接觸作用；

考慮側(cè)圍外板和車門內(nèi)板與各自加強(qiáng)板之間的接觸作用。

4.2載荷工況Step1：施加車門總成自身重力；

Step2：保持車門自身重力，在門鎖處施加沿Z軸負(fù)向的載荷1000N；

Step3：保持車門自身重力，移除外載。其約束和載荷工況如圖2所示。5計(jì)算結(jié)果與分析5.1工況一車門在自重工況下的位移云圖如圖3所示，從圖中可以看出車門在自重下的最大變形量為1.78mm，發(fā)生在車門右上角。車門在自重工況下兩鉸鏈處的應(yīng)力云圖如圖4所示，從圖中可以看出下鉸鏈處所受應(yīng)力較大，最大應(yīng)力值為255MPa。

5.2工況二車門在保持車門自身重力，在門鎖處施加沿Z軸負(fù)向的載荷1000N工況下的位移云圖如圖5所示，從圖中可以看出車門在自重下的最大變形量為9.83mm，發(fā)生在車門右上角。

車門在保持車門自身重力，在門鎖處施加沿Z軸負(fù)向的載荷1000N工況下兩鉸鏈處的應(yīng)力云圖如圖6所示，從圖中可以看出上下鉸鏈處所受應(yīng)力相差不大，最大應(yīng)力值為386MPa。

5.3工況三車門在保持車門自身重力，移除外載工況下的位移云圖如圖7所示，從圖中可以看出車門在自重下的最大變形量為3.07mm，發(fā)生在車門右上角。車門在保持車門自身重力，移除外載工況下兩鉸鏈處的應(yīng)力云圖如圖8所示，從圖中可以看出下鉸鏈處所受應(yīng)力較大，最大應(yīng)力值為278MPa。

6結(jié)論通過對(duì)車門在三種不同工況下舉行有限元分析，可以得出門鎖處的垂向位移變形圖，如圖9所示。在車門下沉分析過程中，主要評(píng)判指標(biāo)是門鎖處的垂向位移是否小于目標(biāo)值，從表2可明顯看出，在自重下，門鎖處垂向位移為1.27mm，