一种用于汽车后背上开门侧向刚度的分析方法技术

本发明专利技术涉及计算机辅助设计技术领域，且公开了一种用于汽车后背上开门侧向刚度的分析方法，包括后背上开门本体、后背上开锁扣位置、测点位置、加载点位置和两个螺栓孔，后背上开锁扣位置位于后背上开门本体正面底部的中间位置，测点位置和加载点位置均位于后背上开门本体正面的右下角。本发明专利技术可高效、低成本地进行多种设计方案的侧向刚度值的获取，一种后背上开门设计方案只需要1个工作日即可完成侧向刚度值的获取，仅需1天的人工成本及一台工作站和一套通用软件的投入，通过利用该方法可进行多种虚拟方案的优选，确保后背上开门设计方案满足侧向刚度设计目标，避免用实物进行优选，减少优化修模甚至报废模具的时间成本和费用成本。

An Analysis Method for Lateral Stiffness of Back Opening Door of Automobile

The invention relates to the technical field of computer aided design, and discloses an analytical method for lateral stiffness of rear door opening of automobiles, including back door opening body, back lock opening position, measuring point position, loading point position and two bolt holes. The back lock opening position is located in the middle of the front and bottom of the back door opening body, and both measuring point position and loading point position are equal. Located at the lower right corner of the front of the door opening body on the back. The invention can obtain the lateral stiffness value of various design schemes efficiently and cheaply. A back door opening design scheme needs only one working day to complete the acquisition of the lateral stiffness value, only one day's labor cost and input of a workstation and a set of general software. By using this method, the optimization of various virtual schemes can be carried out to ensure the back door opening designer. The scheme satisfies the design objective of lateral stiffness, avoids optimizing with material objects, and reduces the time cost and cost cost of optimizing and repairing the die or even scrapping the die.

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车后背上开门侧向刚度的分析方法
本专利技术涉及一种计算机辅助设计
，具体为一种用于汽车后背上开门侧向刚度的分析方法。
技术介绍
车门是为驾驶员和乘客提供出入车辆的通道，并隔绝车外干扰，在一定程度上减轻侧面撞击，保护乘员。汽车的美观也与车门的造型有关。车门的好坏，主要体现在，车门的防撞性能，车门的密封性能，车门的开合便利性，当然还有其它使用功能的指标等。防撞性能尤为重要，因为车辆发生侧碰时，缓冲距离很短，很容易就伤到车内人员。后背上开门是汽车的重要部件，设计过程中需要保证开门关门过程中足够的侧向刚度，侧向刚度不足会导致后背上开门关闭后与周边间隙不均匀甚至导致关闭过程中受到干涉，影响后背上开门的外观品质和使用性能。因此需要在设计前期严格控制后背上开门的侧向刚度，避免开发后期优化修模产生的费用成本和时间成本。现有技术往往通过经验评估汽车后背上开门侧向刚度，侧向刚度值的精准程度受到设计人员自身经验水平的影响，未能形成一套通用的设计前期分析评估体系，针对此种现象本专利提出一种针对于汽车后背上开门侧向刚度的分析方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种用于汽车后背上开门侧向刚度的分析方法，达到了可高效、低成本地进行多种设计方案的侧向刚度值获取的目的。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于汽车后背上开门侧向刚度的分析方法，包括后背上开门本体、后背上开锁扣位置、测点位置、加载点位置和两个螺栓孔，后背上开锁扣位置位于后背上开门本体正面底部的中间位置，测点位置和加载点位置均位于后背上开门本体正面的右下角，两个螺栓孔分别位于后背上开门本体正面顶部的两侧，分析方法包括以下步骤：S1、首先建立汽车后背上开门的三维模型，通过软件处理得到CAE模型，将建立好的模型在不影响分析结果的前提下简化处理，导入CAE软件中对三维模型进行几何清理以及网格的划分，其中，若铰链为机加工件，需要采用平均尺寸为5mm的六面体实体单元进行网格划分。S2、然后施加边界约束、载荷，将后背上开门调整至安装状态下的关闭位置，车身侧铰链采用螺栓孔RBE2单元进行约束全部自由角度，后背上开锁扣位置处约束车身前后方向自由度。S3、根据分析结果求出测点位置的位移量。S4、选取加载点位置，加载点位置为后背上开门距离右边线100mm，下边线50mm处，选取R10mm范围的节点施加车身左右方向指向左侧的集中载荷F=200N。S5、添加完约束、设置完载荷之后提交后处理器计算求解，得到测点相应位移量d。S6、根据位移量d求出侧向刚度：侧向刚度计算公式采用加载力/变形位移的方式计算，侧向刚度为：式中：k—后背门侧向刚度，单位牛每度(N/mm)F—扭转分析加载载荷，单位牛顿(N)d—测试位置的位移值，单位为毫米(mm)。S7、最后将侧向刚度与设计目标值对比考察后背上开门是否满足设计要求。优选的，所述测点位置与加载点位置为同一出位置，且测点位置与加载点位置的方向均向左。本专利技术提供了一种用于汽车后背上开门侧向刚度的分析方法。具备以下有益效果：（1）、本专利技术可高效、低成本地进行多种设计方案的侧向刚度值的获取，一种后背上开门设计方案只需要1个工作日即可完成侧向刚度值的获取，仅需1天的人工成本及一台工作站和一套通用软件的投入。（2）、本专利技术通过利用该方法可进行多种虚拟方案的优选，确保后背上开门设计方案满足侧向刚度设计目标，避免用实物进行优选，减少优化修模甚至报废模具的时间成本和费用成本。附图说明图1为本专利技术结构的分析流程图；图2为本专利技术结构的后背上开门侧向刚度分析边界条件及加载。图中：1后背上开门本体、2后背上开锁扣位置、3测点位置、4加载点位置、5螺栓孔。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：如图1-2所示，本专利技术提供一种技术方案：一种用于汽车后背上开门侧向刚度的分析方法，包括后背上开门本体1、后背上开锁扣位置2、测点位置3、加载点位置4和两个螺栓孔5，后背上开锁扣位置2位于后背上开门本体1正面底部的中间位置，测点位置3和加载点位置4均位于后背上开门本体1正面的右下角，两个螺栓孔5分别位于后背上开门本体1正面顶部的两侧，其特征在于，测点位置3与加载点位置4为同一出位置，且测点位置3与加载点位置4的方向均向左，分析方法包括以下步骤。S1、首先建立汽车后背上开门的三维模型，通过软件处理得到CAE模型，将建立好的模型在不影响分析结果的前提下简化处理，导入CAE软件中对三维模型进行几何清理以及网格的划分，其中，若铰链为机加工件，需要采用平均尺寸为5mm的六面体实体单元进行网格划分。S2、然后施加边界约束、载荷，将后背上开门调整至安装状态下的关闭位置，车身侧铰链采用螺栓孔5RBE2单元进行约束全部自由角度，后背上开锁扣位置处约束车身前后方向自由度。S3、根据分析结果求出测点位置3的位移量。S4、选取加载点位置4，加载点位置4为后背上开门距离右边线100mm，下边线50mm处，选取R10mm范围的节点施加车身左右方向指向左侧的集中载荷F=200N。S5、添加完约束、设置完载荷之后提交后处理器计算求解，得到测点相应位移量d。S6、根据位移量d求出侧向刚度：侧向刚度计算公式采用加载力/变形位移的方式计算，侧向刚度为：式中：k—后背门侧向刚度，单位牛每度(N/mm)F—扭转分析加载载荷，单位牛顿(N)d—测试位置的位移值，单位为毫米(mm)。S7、最后将侧向刚度与设计目标值对比考察后背上开门是否满足设计要求，本专利技术方案中，在统计学上，自由度是指当以样本的统计量来估计总体的参数时，样本中独立或能自由变化的数据的个数，称为该统计量的自由度，一般来说，自由度等于独立变量减掉其衍生量数，举例来说，变异数的定义是样本减平均值(一个由样本决定的衍生量)，因此对N个随机样本而言，其自由度为N-1，在数学上，自由度是一个随机向量的维度数，也就是一个向量能被完整描述所需的最少单位向量数，举例来说，从电脑屏幕到厨房的位移能够用三维向量来描述，因此这个位移向量的自由度是3，自由度也通常与这些向量的座标平方和，以及卡方分布中的参数有所关联，CAE指工程设计中的计算机辅助工程，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等，把工程（生产）的各个环节有机地组织起来，其关键就是将有关的信息集成，使其产生并存在于工程（产品）的整个生命周期，而CAE软件可作静态结构分析，动态分析，研究线性、非线性问题，分析结构（固体）、流体、电磁等。在使用时，首先通过建立后背上开门的三维模型，对模型进行简化处理，将模型导入CAE软件中进行几何清理、网格划分，对划分好网格的模型施加边界约束以及要求载荷，定义测点位置3，随后提交给后处理软件进行计算求解，得到指定测点的位移，根据位移求出侧向刚度。综上可得：本专利技术可高效、低成本地进行多种设计方案的侧向刚度值的获取，一种后背上开门设计方案只需要1个工作日即可完成侧向刚度值的获取，仅需1天的人工成本及一台工作站和一套通用软本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于汽车后背上开门侧向刚度的分析方法，包括后背上开门本体(1)、后背上开锁扣位置(2)、测点位置(3)、加载点位置(4)和两个螺栓孔(5)，后背上开锁扣位置(2)位于后背上开门本体(1)正面底部的中间位置，测点位置(3)和加载点位置(4)均位于后背上开门本体(1)正面的右下角，两个螺栓孔(5)分别位于后背上开门本体(1)正面顶部的两侧，其特征在于，分析方法包括以下步骤：S1、首先建立汽车后背上开门的三维模型，通过软件处理得到CAE模型，将建立好的模型在不影响分析结果的前提下简化处理，导入CAE软件中对三维模型进行几何清理以及网格的划分，其中，若铰链为机加工件，需要采用平均尺寸为5mm的六面体实体单元进行网格划分；S2、然后施加边界约束、载荷，将后背上开门调整至安装状态下的关闭位置，车身侧铰链采用螺栓孔(5)RBE2单元进行约束全部自由角度，后背上开锁扣位置处约束车身前后方向自由度；S3、根据分析结果求出测点位置(3)的位移量；S4、选取加载点位置(4)，加载点位置(4)为后背上开门距离右边线100mm，下边线50mm处，选取R10mm范围的节点施加车身左右方向指向左侧的集中载荷F＝200N；S5、添加完约束、设置完载荷之后提交后处理器计算求解，得到测点相应位移量d；S6、根据位移量d求出侧向刚度：侧向刚度计算公式采用加载力/变形位移的方式计算，侧向刚度为：...

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车后背上开门侧向刚度的分析方法，包括后背上开门本体(1)、后背上开锁扣位置(2)、测点位置(3)、加载点位置(4)和两个螺栓孔(5)，后背上开锁扣位置(2)位于后背上开门本体(1)正面底部的中间位置，测点位置(3)和加载点位置(4)均位于后背上开门本体(1)正面的右下角，两个螺栓孔(5)分别位于后背上开门本体(1)正面顶部的两侧，其特征在于，分析方法包括以下步骤：S1、首先建立汽车后背上开门的三维模型，通过软件处理得到CAE模型，将建立好的模型在不影响分析结果的前提下简化处理，导入CAE软件中对三维模型进行几何清理以及网格的划分，其中，若铰链为机加工件，需要采用平均尺寸为5mm的六面体实体单元进行网格划分；S2、然后施加边界约束、载荷，将后背上开门调整至安装状态下的关闭位置，车身侧铰链采用螺栓孔(5)RBE2单元进行约束全部自由角度，后背上开锁扣位置处...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘邦雄，刘林根，尹若愚，范朝兵，罗碧波，
申请(专利权)人：江西昌河汽车有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江西,36