基于ABAQUS的车门强度分析.doc

(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:
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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 on ABAQUS
Han 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.
Key words:automobile door; strength; FEM
0 前言
汽车车身作为整车三大总成之一,在整车的设计开发过程中占有极其重要的地位。车门系统是车身上非常重要的组成部件,其性能直接影响着车身结构性能的好坏。在正常服役条件下,车门经常受到关闭时的冲击,自重导致的弯矩和铰链的拉伸等作用。在车辆受到侧面碰撞时,车门的变形量必须控制在一定的范围内,为乘员提供一个有效的生存空间,因此,车门的强度和刚度直接关系到整车在冲击、碰撞等载荷下的安全问题。
车门必须符合国家有关轿车车门强度的标准,其中GB 15743——1995法规规定了轿车侧门的强度要求及试验方法:使用一定的大小的刚性圆柱体从车门外侧挤压车门,当达到一定的挤压距离,车门要具有规定的抵抗力,但如果直接做试验,将会使用大量的人力和物力
[1]。
1 有限元软件简介
本文基于Hypermesh和ABAQUS平台,对车门强度进行分析。
Hypermesh简介
在CAE工程技术领域, Hypermesh最著名的特点是它所具有的强大的有限元网格划分前处理功能。
Hypermesh的网格划分功能[2]:
①确定网格的单元类型。这取决于要做的分析类型和模型的结构特点,对于同样的分析,采用的求解器不同也会影响这个选择。
②确定网格的大小
这取决于模型的规模、计算机的能力(CPU、内存、硬盘、是否并行算法),还有对计算精度的要求。
③划分网格的方法
网格划分中对于比较简单的模型直接采用自由网格划分,但是对于复杂模型来说,完全自动划分几乎是不可能的,算法不能实现且不说,即使划分出来网格质量也非常差,这个时候就要人工干预划分的网格质量,并且最后检查网格质量是否符合要求。
ABAQUS简介
ABAQUS无论对简单或复杂的线性和非线性工程问题都提供了一套完整强大的有限元理论解决方案,对于广泛领域中的结构,热和连接分析问题都能解决。
在本次有限元分析中,主要是运用到ABAQUS/CAE中10大功能模块:
①生成Part(部件模块):Part模块用于创建各个单独的部件,用户可以在ABAQUS/CAE环境中用图形工具直接生成,也可以从第三方图形软件导入部件的几何形状。本文中采用的就是从第三方软件导入。
②定义Property(特性):整个部件中的任一个部分的特征,如与该部分有关的材料性质定义和截面几何形状,包含