一种基于整体刚度的汽车背门设计优化方法技术

本发明专利技术涉及一种基于整体刚度的汽车背门设计优化方法，包括后背门数据处理后进行后背门弯曲刚度分析，铰链约束6个自由度，支撑杆处约束Z方向平动，在门锁位置沿Z向加载力，通过加载点Z向位移计算出弯曲刚度；铰链约束6个自由度，通过加载两个缓冲块对应外板位置的位移计算出夹角和力矩获得边约束扭转刚度；铰链约束6个自由度，锁扣处约束Z向平动，一侧缓冲块处沿Z向加载力，通过加载点对应外板位置位移和力计算出中间约束扭转刚度；铰链约束6个自由度，锁扣处约束X向平动并沿Y向加载力，通过加载点位移和力计算出侧向刚度。本发明专利技术优化方法对后背门整体刚度进行计算，并不断修改优化，这大大节省了时间并使背门整体刚度更易满足目标。足目标。足目标。

【技术实现步骤摘要】
一种基于整体刚度的汽车背门设计优化方法


[0001]本专利技术属于汽车
，具体涉及一种基于整体刚度的汽车背门设计优化方法。

技术介绍

[0002]汽车白车身设计过程中，背门刚度要满足刚度目标，如果整体刚度较低或者部分区域刚度不满足目标值，将造成背门在开关过程中产生扭转变形，后背门在开启后产生弯曲变形，在驾驶员不正确开启操作过程中产生侧向变形。这不仅影响使用者的使用体验还影响汽车口碑，进而影响汽车销量。因此，在设计阶段通过合适方法计算背门整体刚度是否满足目标值是白车身设计中的关键步骤。以往在验证整体刚度的时候是将后背门实物做出来进行试验验证，如果不合格需要再次进行实物制作并再次进行试验验证，这不仅造成研发费用的浪费，还会使研发周期变长。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就在于提供一种基于整体刚度的汽车背门设计优化方法，以解决计算后背门整体刚度是否满足目标值的问题。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种基于整体刚度的汽车背门设计优化方法，包括以下步骤：
[0006]A、后背门弯曲刚度计算：
[0007]A1、用Hypermesh对后背门数据进行网格划分；
[0008]A2、对网格进行处理；
[0009]A3、模型导入NASTRAN，将模型水平放置；
[0010]A4、进行背门弯曲刚度分析；
[0011]A5、在铰链处约束6个自由度，在支撑杆处约束Z方向平动；
[0012]A6、在门锁位置沿Z向加载力，通过加载点Z向位移计算出弯曲刚度；
[0013]B优化结构，计算边约束扭转刚度：
[0014]B1、铰链约束6个自由度，一侧支撑杆处约束Z方向平动；
[0015]B2、在未加约束支撑杆一侧的缓冲块处沿Z向加载力；
[0016]B3、通过加载两个缓冲块对应外板位置的位移计算出夹角和力矩，在通过力矩与夹角计算出边约束扭转刚度。
[0017]C、优化结构，计算中间约束扭转刚度：
[0018]C1、铰链约束6个自由度，锁扣处约束Z向平动；
[0019]C2、一侧缓冲块处沿Z向加载力；
[0020]C3、通过加载点对应外板位置位移和力计算出中间约束扭转刚度。
[0021]D、优化结构，计算侧向刚度：
[0022]D1、铰链约束6个自由度，锁扣处约束X向平动；
[0023]D2、锁扣处沿Y向加载力；
[0024]D3、通过加载点位移和力计算出侧向刚度。
[0025]E、优化结构。
[0026]进一步地，步骤A2，具体为：对网格做焊点、胶粘、螺栓等连接。
[0027]进一步地，步骤A6，在门锁位置沿沿Z向加载的力为100N。
[0028]进一步地，步骤B2，在未加约束支撑杆一侧的缓冲块处沿Z向加载的力为100N。
[0029]进一步地，步骤C2，一侧缓冲块处沿Z向加载的力为100N。
[0030]进一步地，步骤D2，锁扣处沿Y向加载的力为200N。
[0031]进一步地，后背门弯曲刚度、中间约束扭转刚度及侧向刚度计算公式为：
[0032][0033]其中，F为加载力，l为加载点相关位置位移。
[0034]进一步地，背门边约束扭转刚度计算公式为：
[0035][0036]其中，F为加载力，l为加载点位移，L为加载点与支撑杆之间Y向距离。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0038]本专利技术通过一种基于CAE的后背门有限元分析方法，对后背门整体刚度进行计算，并不断修改优化，这大大节省了时间并使背门整体刚度更易满足目标。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0040]图1后背门结构示意图；
[0041]图2基于整体刚度的汽车背门设计优化方法的步骤流程图。
[0042]图中，1.铰链位置2.铰链位置3.一侧支撑杆位置4.锁扣位置。
具体实施方式
[0043]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明：
[0044]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0045]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0046]本专利技术基于整体刚度的汽车背门设计优化方法，主要包括后背门弯曲刚度计算、
中间约束扭转刚度计算、边约束扭转刚度计算、侧向刚度计算及结构优化。具体步骤为：
[0047]后背门弯曲刚度计算：
[0048]1、用Hypermesh对后背门数据进行网格划分；
[0049]2、对网格做焊点、胶粘、螺栓等连接；
[0050]3、模型导入NASTRAN，将模型水平放置；
[0051]4、进行背门弯曲刚度分析；
[0052]5、在铰链处约束6个自由度，在支撑杆处约束Z方向平动；
[0053]6、在门锁位置沿Z向加载100N的力，通过加载点Z向位移计算出弯曲刚度。
[0054]优化结构，计算边约束扭转刚度：
[0055]1、铰链约束6个自由度，一侧支撑杆处约束Z方向平动；
[0056]2、在未加约束支撑杆一侧的缓冲块处沿Z向加载100N的力；
[0057]3、通过加载两个缓冲块对应外板位置的位移计算出夹角和力矩，在通过力矩与夹角计算出边约束扭转刚度。
[0058]优化结构，计算中间约束扭转刚度：
[0059]1、铰链约束6个自由度，锁扣处约束Z向平动；
[0060]2、一侧缓冲块处沿Z向加载100N的力；
[0061]3、通过加载点对应外板位置位移和力计算出中间约束扭转刚度。
[0062]优化结构，计算侧向刚度：
[0063]1、铰链约束6个自由度，锁扣处约束X向平动；
[0064]2、锁扣处沿Y向加载200N的力；
[0065]3、通过加载点位移和力计算出侧向刚度。
[0066]优化结构。
[0067]背门弯曲刚度、中间约束扭转刚度及侧向刚度计算公式为：
[0068][0069]其中，F为加载力，l为加载点相关位置位移。
[0070]背门边约束扭转刚度计算公式为：
[0071]其中，F为加载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于整体刚度的汽车背门设计优化方法，其特征在于，包括以下步骤：A、后背门弯曲刚度计算：A1、用Hypermesh对后背门数据进行网格划分；A2、对网格进行处理；A3、模型导入NASTRAN，将模型水平放置；A4、进行背门弯曲刚度分析；A5、在铰链处约束6个自由度，在支撑杆处约束Z方向平动；A6、在门锁位置沿Z向加载力，通过加载点Z向位移计算出弯曲刚度；B优化结构，计算边约束扭转刚度：B1、铰链约束6个自由度，一侧支撑杆处约束Z方向平动；B2、在未加约束支撑杆一侧的缓冲块处沿Z向加载力；B3、通过加载两个缓冲块对应外板位置的位移计算出夹角和力矩，在通过力矩与夹角计算出边约束扭转刚度。C、优化结构，计算中间约束扭转刚度：C1、铰链约束6个自由度，锁扣处约束Z向平动；C2、一侧缓冲块处沿Z向加载力；C3、通过加载点对应外板位置位移和力计算出中间约束扭转刚度。D、优化结构，计算侧向刚度：D1、铰链约束6个自由度，锁扣处约束X向平动；D2、锁扣处沿Y向加载200N的力；D3、通过加载点位移和力计算出侧向刚度。E、优化结构。2.根据权利要求1所述的一种基于整体...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖璇，王建勋，于家俊，李智涛，梅红伟，潘禹澎，田赛，
申请(专利权)人：一汽奔腾轿车有限公司，
类型：发明
国别省市：