某車型尾門扭轉(zhuǎn)剛度優(yōu)化分析

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1、某車型尾門扭轉(zhuǎn)剛度優(yōu)化分析摘要：針對(duì)某車型尾門扭轉(zhuǎn)剛度不滿足目標(biāo)值問(wèn)題，通過(guò)CAE分析手段，尋找改善關(guān)鍵點(diǎn)，并通過(guò)優(yōu)化封板區(qū)域結(jié)構(gòu)框架分布，改善扭轉(zhuǎn)剛度值，并滿足目標(biāo)值。在這個(gè)過(guò)程中，尋找到一些對(duì)尾門扭轉(zhuǎn)剛度影響較大的因素，為后續(xù)車型尾門內(nèi)板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有力的參考，減少走彎路的時(shí)間，提高設(shè)計(jì)效率。關(guān)鍵詞：尾門；CAE分析；扭轉(zhuǎn)剛度；優(yōu)化分類號(hào)：U463.834文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1005-2550(2015)01-0046-06門是車身結(jié)構(gòu)的重要組成，其性能主要通過(guò)模態(tài)、剛度、強(qiáng)度、抗凹性等指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)。對(duì)于門蓋性能指標(biāo)，主機(jī)廠一般采用CAE模擬分析的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)

2、。而剛度指標(biāo)是衡量門蓋性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)于尾門來(lái)說(shuō)，扭轉(zhuǎn)剛度又是剛度指標(biāo)中最值得關(guān)注的一項(xiàng)。在做某車型尾門系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就遇到了尾門扭轉(zhuǎn)剛度不能滿足目標(biāo)值的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)和CAE工程師一起做方案分析對(duì)比，經(jīng)歷了各種曲折后，最終使得該尾門系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)剛度及其他性能指標(biāo)均很好的滿足各指標(biāo)要求。以下介紹為解決該問(wèn)題的一些思路及方案，并在此拿出來(lái)與大家一起討論如何在設(shè)計(jì)初期能夠有效的做某車型尾門扭轉(zhuǎn)剛度優(yōu)化分析摘要：針對(duì)某車型尾門扭轉(zhuǎn)剛度不滿足目標(biāo)值問(wèn)題，通過(guò)CAE分析手段，尋找改善關(guān)鍵點(diǎn)，并通過(guò)優(yōu)化封板區(qū)域結(jié)構(gòu)框架分布，改善扭轉(zhuǎn)剛度值，并滿足目標(biāo)值。在這個(gè)過(guò)程中，尋找到

3、一些對(duì)尾門扭轉(zhuǎn)剛度影響較大的因素，為后續(xù)車型尾門內(nèi)板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有力的參考，減少走彎路的時(shí)間，提高設(shè)計(jì)效率。關(guān)鍵詞：尾門；CAE分析；扭轉(zhuǎn)剛度；優(yōu)化分類號(hào)：U463.834文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1005-2550(2015)01-0046-06門是車身結(jié)構(gòu)的重要組成，其性能主要通過(guò)模態(tài)、剛度、強(qiáng)度、抗凹性等指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)。對(duì)于門蓋性能指標(biāo)，主機(jī)廠一般采用CAE模擬分析的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。而剛度指標(biāo)是衡量門蓋性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)于尾門來(lái)說(shuō)，扭轉(zhuǎn)剛度又是剛度指標(biāo)中最值得關(guān)注的一項(xiàng)。在做某車型尾門系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就遇到了尾門扭轉(zhuǎn)剛度不能滿足目標(biāo)值的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)和CAE工程師一

4、起做方案分析對(duì)比，經(jīng)歷了各種曲折后，最終使得該尾門系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)剛度及其他性能指標(biāo)均很好的滿足各指標(biāo)要求。以下介紹為解決該問(wèn)題的一些思路及方案，并在此拿出來(lái)與大家一起討論如何在設(shè)計(jì)初期能夠有效的做出盡可能符合扭轉(zhuǎn)要求的尾門結(jié)構(gòu)。1尾門扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算方法尾門扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算模型一般由：尾門內(nèi)外板、各加強(qiáng)板、尾門鉸鏈、限位器、緩沖膠塞、氣彈簧、后擋風(fēng)玻璃等組成。通過(guò)約束鉸鏈六個(gè)方向的自由度（放開主副鉸鏈連接軸線自由度）及門角緩沖塊位置對(duì)應(yīng)外板繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)切線方向平動(dòng)自由度（如果門角位置無(wú)緩沖塊則直接約束門角處對(duì)應(yīng)外板位置），在約束位置Y軸（整車坐標(biāo)系）對(duì)稱外板25mmX25瞧區(qū)域施

5、加鉸鏈旋轉(zhuǎn)切線方向分布力600N（局部坐標(biāo)系）。檢查尾門內(nèi)板受力位置最大位移量及卸載后的永久變形量（初步定義目標(biāo)值為最大位移方案七，（如圖10所示）變形量由74.1/13.68改善到42.91/1.946。這兩個(gè)方案都滿足目標(biāo)值，對(duì)于外板抗凹性（左右下角區(qū)域）可能需要單獨(dú)增加加強(qiáng)板，成本會(huì)增加。且過(guò)多的大平面結(jié)構(gòu)沖壓成型質(zhì)量相對(duì)會(huì)下降，在車輛行駛過(guò)程中有異響或類似的NVH問(wèn)題發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。方案七不再需要增加單獨(dú)的加強(qiáng)板提供外板的抗凹性需求，無(wú)論是從成本還是計(jì)算結(jié)果上都更優(yōu)，因此最終選定方案七，并在此基礎(chǔ)上完善相關(guān)安裝結(jié)構(gòu)及裝點(diǎn)信息，增加輔助加強(qiáng)筋，提高沖壓工藝性。最終

6、方案如圖11所示。最終方案，變形量由最初的74.1/13.68改善到38.24/2.03,扭轉(zhuǎn)剛度性能由嚴(yán)重不滿足要求到達(dá)標(biāo)，收效非常明顯。4擴(kuò)展分析其實(shí)，在所有這些方案之前，也曾有過(guò)一版數(shù)據(jù)的調(diào)整。當(dāng)時(shí)由于感知質(zhì)量，總工要求尾門密封面周圈的外漏鈑金要均勻一致，在此要求的基礎(chǔ)上，將后擋風(fēng)玻璃上端的尾門腔體做了一些調(diào)整，將原本密封條配合露出的“月牙”區(qū)域切除，具體截面件圖12上圖所示，更改后如圖中粉色線條所示。同時(shí)為提高抗凹性增加支撐腳，將窗框附件的減重孔Y向尺寸加大了約10mm。此次更改導(dǎo)致的結(jié)果是，扭轉(zhuǎn)剛度由之前的74.1/13.68變?yōu)?20/40.17,情況變

7、得更加惡劣了，但是出于感知質(zhì)量的需求，必須接受此區(qū)域的結(jié)構(gòu)的變化。解決扭轉(zhuǎn)剛度不足問(wèn)題也只能從其他方面著手。從這個(gè)結(jié)果看，排除之前方案分析的減重孔Y向尺寸對(duì)扭轉(zhuǎn)剛度的影響。尾門后檔上端的腔體尺寸嚴(yán)重影響了扭轉(zhuǎn)剛度的結(jié)果。其影響力達(dá)到了約30%以上，可見尾門上部腔體對(duì)扭轉(zhuǎn)剛度的影響程度。本公司另一款車型扭轉(zhuǎn)剛度一致無(wú)法提升，經(jīng)過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的分析，其主要原因也是在上部腔體尺寸上，主要是鉸鏈兩端的腔體尺寸偏?。ú坏?0mm的空腔），通過(guò)調(diào)整密封面，將腔體加大10腿后，扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算值由之前的60.7/11.6改善至41.74/1.898，指標(biāo)達(dá)標(biāo)。對(duì)標(biāo)目前市面上的車型，以及