基于ＣＡＥ结构分析的汽车车门下垂问题的优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于ＣＡＥ结构分析的汽车车门下垂问题的优化设计方法，包括步骤：从车身总布置以及造型处获得设计输入条件；通过建模软件创建ＣＡＤ模型；将ＣＡＤ模型进行网格划分；模拟实际情况创建连接关系；模拟车门总成实际实验时的边界约束条件；将最后生成的有限元模型进行求解分析；将有限元仿真运算得出的结果与行业标准进行比较；若得出的结论低于行业标准，则提出结构优化方案；若得出的结论高于行业标准，完成最终设计输出。本发明专利技术不但提高了验证的准确性而且大大的缩短了整个修改零件的周期，从而缩短了整车开发的时间。通过设计初期的ＣＡＥ分析能及时的更正结构的错误，降低整车开发的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车车门下垂问题的优化设计方法，更具体地说，涉及一种基于CAE 结构分析的汽车车门下垂问题的优化设计方法。
技术介绍
车门是车身的重要组成部分，与车身一起构成乘员的乘坐空间，具有足够大的强 度和刚度是一款合格的车门所必备的条件。车门下垂、刚度不足及残余变形过大就会造成 漏风、渗水、汽车行驶过程中车门振动等，严重时甚至会导致车门无法关闭。所以在设计初 期对车门刚度及残余变形进行检验是极其必要的。目前，最普遍的车门下垂刚度及残余变形的检验方法是在生产出样车之后，通过 实验逐步的验证、评价、修改优化设计、重新生产零件、再通过实验做进一步的检验。这样的检验方法，不但对实验人员操作规范有相当高的要求，同时又要不断的重 新试制更新零件，这样无形之间延长了整车的开发周期，而且还增加了开发成本，造成了不 必要的浪费。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于CAE结构分析的汽车车门下垂问题的优化设计 方法，以能够及时的更正结构的错误，降低整车开发的成本。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案—种基于CAE结构分析的汽车车门下垂问题的优化设计方法，包括下列步骤a)从车身总布置以及造型处获得设计输入条件；b)根据设计输入条件对车门总成的各零部件及附件进行初步的结构设计，同时通 过建模软件创建CAD模型；C)将车门总成各零部件及附件的CAD模型导入CAE前处理软件中进行网格划分；d)在CAE前处理软件中模拟实际情况在各零部件及附件的网格之间创建连接关 系；e)在CAE前处理软件中模拟车门总成实际实验时的边界约束条件；f)将在CAE前处理软件中最后生成的有限元模型导入求解软件进行求解分析；g)将有限元仿真运算得出的结果与行业标准进行比较；h)若步骤g)得出的结论低于行业标准，则提出结构优化方案，并且根据结构优化 方案更新模型数据后返回步骤b)；若步骤g)得出的结论高于行业标准，完成最终设计输出ο优选的，在上述优化设计方法中，所述建模软件为CATIA建模软件。优选的，在上述优化设计方法中，所述CAE前处理软件为Hypermesh软件。优选的，在上述优化设计方法中，步骤e)中的所述边界约束条件具体为车门总成 实际实验时的载荷以及一些部件的自由度。3优选的，在上述优化设计方法中，所述步骤f)中的求解软件具体为ABAQUS或 nastran &从上述的技术方案可以看出，本专利技术和现有技术相比的优点是在车门设计的初 期采用CAE仿真结构分析取代了传统的实验验证校核刚度的计算方法，这样不但提高了验 证的准确性而且大大的缩短了整个修改零件的周期，从而缩短了整车开发的时间。通过设 计初期的CAE分析能及时的更正结构的错误，降低整车开发的成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，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的附图。图1为本专利技术实施例提供的基于CAE结构分析的汽车车门下垂问题的优化设计方 法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的车门总成在开启角度为15度工况下的CAD模型的示 意图；图3为本专利技术实施例提供的车门总成在开启角度为68度工况下的CAD模型的示 意图；图4为本专利技术实施例所提供的车门总成的网格单元的示意图；图5为本专利技术实施例所提供的车门总成在开启角度为15度工况下的边界条件的 示意图；图6为本专利技术实施例所提供的车门总成在开启角度为68度工况下的边界条件的 示意图；图7为本专利技术实施例所提供的车门总成在开启角度为15度工况下计算所得的位 移云图；图8为本专利技术实施例所提供的车门总成在开启角度为68度工况下计算所得的位 移云图；图9为本专利技术实施例所提供的车门总成处于开启15度工况时的三种工步的位移 图；图10为本专利技术实施例所提供的车门总成处于开启68度工况时的三种工步的位移 图；图11为本专利技术实施例所提供的两种工况三种工步分析所产生的详细结果框图；图12为欧洲美国以及我国关于车门下垂量以及残余变形位移量的评判标准的示 意图；图13为本专利技术实施例所提供的车门经过结构优化后的结论的示意图。 具体实施例方式本专利技术公开了一种基于CAE结构分析的汽车车门下垂问题的优化设计方法，以能 够及时的更正结构的错误，降低整车开发的成本。下面将结合本专利技术实施例中的附图，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。请参阅图1，图1为本专利技术实施例提供的基于CAE结构分析的汽车车门下垂问题的 优化设计方法的流程图。本专利技术提供的基于CAE结构分析的汽车车门下垂问题的优化设计方法，包括下列 步骤101 设计输入；从车身总布置以及造型处获得设计输入条件。102:CAD 建模；根据步骤101得到的设计输入条件对车门总成的各零部件及附件进行初步的结 构设计同时通过建模软件创建CAD模型。本专利技术实施例使用的是CATIA建模软件，当然也 可以用其他建模软件，只要可以创建出CAD模型即刻。103:网格划分；将车门总成的各零部件及附件的CAD模型导入CAE前处理软件中进行网格划分。 本专利技术实施例使用的是Hypermesh (CAE前处理软件)，当然也可以用其他CAE前处理软件， 只要可以将CAD模型进行网格划分。104 创建连接方式；在Hypermesh中模拟实际情况在各零部件及附件的网格之间创建连接关系，从而 使所有网格形成一个车门总成的总网格。105 约束边界条件；在Hyermesh中模拟实际实验时的情况对车门总成网格施加载荷以及限制一些部 件的自由度，即约束边界条件。106 分析求解；将在Hyermesh中最后生成的有限元模型导入求解软件进行求解分析。本专利技术提 供的求解软件可以为ABAQUS或nastran求解软件，当然也可以为其他的求解软件。107 判断是否符合行业标准；将有限元仿真运算得出的结果与行业标准进行比较，并判断是否符合行业标准。108 提出结构优化方案；若步骤107得出的结论低于行业标准，则提出结构优化方案，并且根据结构优化 方案更新模型数据后返回步骤102，重新建模，并且进行CAE分析处理。109 设计输出；若步骤107得出的结论高于或等于行业标准，则说明车门总成的结构设计符合要 求，完成最终设计输出。综上所述，本专利技术在车门设计的初期采用CAE仿真结构分析取代了传统的实验验 证校核刚度的计算方法，这样不但提高了验证的准确性而且大大的缩短了整个修改零件的 周期，从而缩短了整车开发的时间。通过设计初期的CAE分析能及时的更正结构的错误，降 低整车开发的成本。5下面以某一款汽车车门总成为例，并通过附图介绍本专利技术的方法对其下垂刚度以 及残余变形，进行CAE仿真分析结构优化设计的过程。如图2和图3所示，从车身总布置和造型处获得设计输入条件后即可根据输入条 件建立车门总成分别处于打开15度和68度的工况时的CAD模型。如图4所示，将完成的CAD模型导入有限元前处理软件Hy本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＣＡＥ结构分析的汽车车门下垂问题的优化设计方法，其特征在于，包括步骤：ａ）从车身总布置以及造型处获得设计输入条件；ｂ）根据设计输入条件对车门总成的各零部件及附件进行初步的结构设计，同时通过建模软件创建ＣＡＤ模型；ｃ）将车门总成各零部件及附件的ＣＡＤ模型导入ＣＡＥ前处理软件中进行网格划分；ｄ）在ＣＡＥ前处理软件中模拟实际情况在各零部件及附件的网格之间创建连接关系；ｅ）在ＣＡＥ前处理软件中模拟车门总成实际实验时的边界约束条件；ｆ）将在ＣＡＥ前处理软件中最后生成的有限元模型导入求解软件进行求解分析；ｇ）将有限元仿真运算得出的结果与行业标准进行比较；ｈ）若步骤ｇ）得出的结论低于行业标准，则提出结构优化方案，并且根据结构优化方案更新模型数据后返回步骤ｂ）；若步骤ｇ）得出的结论高于行业标准，完成最终设计输出。

【技术特征摘要】
一种基于CAE结构分析的汽车车门下垂问题的优化设计方法，其特征在于，包括步骤a)从车身总布置以及造型处获得设计输入条件；b)根据设计输入条件对车门总成的各零部件及附件进行初步的结构设计，同时通过建模软件创建CAD模型；c)将车门总成各零部件及附件的CAD模型导入CAE前处理软件中进行网格划分；d)在CAE前处理软件中模拟实际情况在各零部件及附件的网格之间创建连接关系；e)在CAE前处理软件中模拟车门总成实际实验时的边界约束条件；f)将在CAE前处理软件中最后生成的有限元模型导入求解软件进行求解分析；g)将有限元仿真运算得出的结果与行业标准进行比较；h)若步骤g)得...

【专利技术属性】
技术研发人员：房长江，王飞，黄友意，谢植州，杨捷，王兴毅，
申请(专利权)人：上海奕代汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]