基于CAE分析的汽车车门入侵的评价方法技术

本发明专利技术涉及一种基于CAE分析的汽车车门入侵的评价方法。建立车身有限元模型，选取半边车身模型；设定碰撞条件后对车门抗撞性能进行评价；并主要通过车锁锁扣、车门防撞侧梁等结构等参数的依次递进修改来增加车门抗撞性能。本发明专利技术对车门结构和连接参数进行建模，对车门侧撞进行仿真，得到车门抗撞性能的评价结果；在评价结果不满足要求时，采用对整车结构影响由小到大的参数改变，提高抗撞性能指标，降低设计成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种计算机辅助设计领域，具体地说是一种基于CAE分析的汽车车门 入侵的评价方法。技术背景汽车车门作为车身的一个重要部件，不仅需要有足够的刚度，而且应该满足抗撞 性的要求。研究表明，车门是车辆发生侧面碰撞时的一个主要承载件，其抗撞性能的好坏 直接影响到整车侧面碰撞性能的优劣。汽车车门抗撞性可以通过试验来评价，如果制作试 验用车进行试验，测试中需在车内安置假人，一次试验的成本很高。在车辆结构设计过程中 采用计算机进行仿真模拟碰撞，并模拟得到车门侧面碰撞变形入侵数据，可以评价车门结 构及各连接部分对车门抗撞性的影响，并排除很大一部分的结构设计缺陷以及材料选择问 题，减少试验车试验次数，降低试验成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于CAE分析的汽车车门入侵的评价方法，对汽车车 门在侧面碰撞中的变形进行仿真，对车门的结构和连接抗撞性进行评价，降低汽车设计的 试验成本。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于CAE分析的汽车车门入侵 的评价方法，具有以下步骤a、建立车身有限元模型，选取半边车身模型；b、根据实际结构设定车门外板、车门内板及车门防撞侧梁的材料、尺寸及连接关系；c、根据实际结构设定车门周边与车架的连接关系，包括车门前侧与A柱的铰接、车门 后侧与车锁锁扣的扣接、车门周边其他位置与车门框的自然抵接；d、设定车锁锁扣的材料；e、车门外板的外侧设置竖直放置的半圆柱型冲头，冲头底部高于车门底边至少127_， 冲头顶部高于车窗下边缘至少13_，冲头中心线对齐车门底边以上127_高度的中心线；f、在车身及冲头两者之间加载相向的挤压力，测定车门入侵量与受力关系曲线，对车 门抗侧撞性能进行评价。通过车门侧撞车门入侵仿真模拟，建立完整的车门结构、连接关系模型，能对不同 参数条件的车门抗撞性进行评价。根据仿真模拟可知，影响车门防撞性能主要在于车门本 身结构以及车门与门框的连接，车门受到侧撞后主要是车门外板和车门防撞横梁的变形， 因此两者对车门抗撞性能有很大的影响，车门结构受板材的制约，而对于车门防撞横梁，可 以通过选择不同的参数提高车门抗撞性；另外，车锁锁扣的性能对车门防撞性能也起着关 键作用，在撞击过程中，车锁锁扣失效前，车门变形入侵量与承受的冲击力同步上升、呈明 显的线性关系，而车锁锁扣失效后，车门相同的变形入侵量能承受的冲击力大大降低；因此 提高车锁锁扣的可靠性也是提高车门抗撞性能的重要途径。因此，通过CAE分析对车门侧面撞击进行模拟，能对车门的抗撞性得到理论评价结果，可以代替部分实物试验，减少设计 过程中的试验成本。作为优选，评价结果需满足一下条件为合格，初始耐挤压力(在位移压缩到 0-152mm)时不低于10000N ;中间耐挤压力(在位移压缩到0_305mm时)不低于15560N ;最大 耐挤压力(在位移压缩到0-457_时)不低于相当于整车整备质量的2倍的力或31120N两者中较小值。作为优选，如车门变形未达到预计值而车锁锁扣扣环断开失效，则重新设定车锁 锁扣扣环材料后重复步骤d_f。由仿真数据可见，在撞击过程中，车锁锁扣失效前，车门变形 入侵量与承受的冲击力同步上升、呈明显的线性关系，而车锁锁扣失效后，车门相同的变形 入侵量能承受的冲击力大大降低；因此提高车锁锁扣的可靠性也是提高车门抗撞性能的重 要途径。车锁锁扣的材料改变对整车结构影响基本为零。作为优选，如达到变形预计值而车锁锁扣完好，而车门变形达到预计值时受力过 小，则重新设定车门防撞侧梁口径、材料、位置中的一个或几个参数，并重复步骤b_f。如果 车门门锁处满足要求，则首先通过防撞侧梁的重新设计，提高车门抗撞性能，防撞侧梁的改 动对整车结构的影响小。本专利技术提供一种基于CAE分析的汽车车门入侵评价方法，对车门结构和连接参数 进行建模，对车门侧撞进行仿真，得到车门抗撞性能的评价结果；在评价结果不满足要求 时，采用对整车结构影响由小到大的参数改变，提高抗撞性能指标，降低设计成本。附图说明图1是本专利技术冲头与车门位置示意图。图2是本专利技术侧面碰撞仿真后车门外板变形示意图。图3是本专利技术侧面碰撞仿真后车门防撞侧梁和车门内板的变形示意图。图4是本专利技术变形入侵量与耐挤压力的曲线图。图5是本专利技术车锁锁扣结构示意图。图6是车锁锁扣受力与侧面碰撞时间的关系图。图7是档车锁锁扣强度不足时，车锁锁扣失效前后的车门耐挤压力变化图。图中1.车门，2.冲头，3.车架，4.车锁锁扣。具体实施方式下面通过具体实施例并结合附图对本专利技术进一步说明。实施例一种基于CAE分析的汽车车门入侵的评价方法,本实施中采用primer premier软件完成，步骤如下a、建立车身有限元模型，选取半边车身模型；b、根据实际结构设定车门外板、车门内板及车门防撞侧梁的材料、尺寸及连接关系；C、根据实际结构设定车门I周边与车架3的连接关系，包括车门前侧与A柱的铰接、车门后侧与车锁锁扣的扣接、车门周边其他位置与车门框的自然抵接；d、设定车锁锁扣4的材料；e、如图1所示，车门I外板的外侧设置竖直放置的半圆柱型冲头2，冲头底部高于车门底边至少127mm,冲头顶部高于车窗下边缘至少13mm,冲头中心线对齐车门底边以上127_ 高度的中心线；f、在车身及冲头两者之间加载相向的挤压力，测定车门入侵量与受力关系曲线，对车 门抗侧撞性能进行评价；评价结果需满足一下条件为合格，初始耐挤压力(在位移压缩到 0-152mm)时不低于10000N ;中间耐挤压力(在位移压缩到0-305mm时)不低于15560N ;最大 耐挤压力(在位移压缩到0-457_时)不低于相当于整车整备质量的2倍的力或31120N两 者中较小值；g、如车门变形未达到预计值而车锁锁扣扣环断开失效，则重新设定车锁锁扣扣环材料 后重复步骤d-f ；h、如达到变形预计值而车锁锁扣完好，而车门变形达到预计值时受力过小，则重新设 定车门防撞侧梁口径、材料、位置中的一个或几个参数，并重复步骤b-f;图2、图3为车门侧面碰撞仿真后，车门外板及车门内部的变形示意图，图2中A处为 车门外板变形最大区域、B处为车锁锁扣位置，由图中可见，车门外板变形量以冲击点为中 心向外侧呈环状分布，车锁锁扣在碰撞仿真后失效，车锁锁扣与车门脱离扣接。图3可见， C处为车门防撞侧梁最大变形处，而车架门框的车门铰链处、车锁锁扣下侧位置分别受拉伸 和挤压而变形，但变形处侵入驾驶室的可能性不大。因此，影响车门处侧面碰撞的车门入侵 量，主要在于车门结构的变形处，变形量与受力大小关系。图4为车门变形入侵量与承受的耐压力之间的关系，图4的试验结果可见，车门的 变形量与耐压力满足要求。图5为车锁锁扣4结构,选取图中参照面为受力面。图6为车锁锁扣4在碰撞仿 真中受力与时间的曲线图，车锁锁扣4受力随时间变大。若车锁锁扣4的强度不足，则车门变形入侵量与承受的耐压力曲线试验结构如图 7所示，图7中当车门变形入侵量达到300mm左右时候，车锁锁扣4受力过大而失效，车门抗 撞性能将急剧下滑，因此可以通过车锁锁扣4材料改进增加其最大受力，提高车门抗撞性 倉泛。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CAE分析的汽车车门入侵的评价方法，其特征在于：具有以下步骤：a、建立车身有限元模型，选取半边车身模型；b、根据实际结构设定车门外板、车门内板及车门防撞侧梁的材料、尺寸及连接关系；c、根据实际结构设定车门周边与车架的连接关系，包括车门前侧与A柱的铰接、车门后侧与车锁锁扣的扣接、车门周边其他位置与车门框的自然抵接；d、设定车锁锁扣的材料；e、车门外板的外侧设置竖直放置的半圆柱型冲头，冲头底部高于车门底边至少127mm，冲头顶部高于车窗下边缘至少13mm，冲头中心线对齐车门底边以上127mm高度的中心线；f、在车身及冲头两者之间加载相向的挤压力，测定车门入侵量与受力关系曲线，对车门抗侧撞性能进行评价。

【技术特征摘要】
1.一种基于CAE分析的汽车车门入侵的评价方法，其特征在于具有以下步骤 a、建立车身有限元模型，选取半边车身模型； b、根据实际结构设定车门外板、车门内板及车门防撞侧梁的材料、尺寸及连接关系； C、根据实际结构设定车门周边与车架的连接关系，包括车门前侧与A柱的铰接、车门后侧与车锁锁扣的扣接、车门周边其他位置与车门框的自然抵接； d、设定车锁锁扣的材料； e、车门外板的外侧设置竖直放置的半圆柱型冲头，冲头底部高于车门底边至少127_，冲头顶部高于车窗下边缘至少13_，冲头中心线对齐车门底边以上127_高度的中心线； f、在车身及冲头两者之间加载相向的挤压力，測定车门入侵量与受カ关系曲线，对车门抗侧撞性能进行评价。2.根据权利要求1所述的基于CAE分析的汽车车门...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志涛，门永新，彭鸿，赵福全，
申请(专利权)人：浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司，浙江吉利汽车研究院有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：