乘用車背門模態(tài)及剛度分析 

目 錄

摘   要 I

Abstract II

1 緒論 1

   1.1 CAE技術(shù)簡介 1

   1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1

1.2.1 在汽車工業(yè)領(lǐng)域CAE的研究發(fā)展現(xiàn)狀 1

1.2.2 在汽車車門設(shè)計(jì)過程中CAE的研究發(fā)展現(xiàn)狀 3

   1.3本文研究的背景意義和內(nèi)容 6

   1.4本章小結(jié) 6

2 有限單元法及有限元分析軟件簡介 7

   2.1 有限單元法簡介 7

   2.2 有限元分析軟件簡介 7

2.2.1 Hypermesh簡介 8

2.2.2 OptiStruct簡介 8

2.2.3 HyperView簡介 8

 2.3 本章小結(jié) 8

3 汽車背門有限元模型的建立 9

   3.1 引言 9

   3.2 有限元建模 10

3.2.1 模型簡化和幾何清理 10

3.2.2 網(wǎng)格劃分 11

3.2.3 網(wǎng)格質(zhì)量檢查及優(yōu)化 13

3.2.4 連接關(guān)系的模擬 15

3.2.4.1 焊點(diǎn)連接 15

3.2.4.2 螺栓連接 15

3.2.4.3 剛性連接 16

3.2.5 設(shè)置材料和單元屬性 17

   3.3 本章小結(jié) 18

4 背門的模態(tài)分析 19

   4.1 模態(tài)及模態(tài)分析的定義 19

   4.2模態(tài)分析理論基礎(chǔ) 19

   4.3 發(fā)動機(jī)怠速頻率 20

   4.4背門有限元模型模態(tài)結(jié)果及分析 21

   4.5 本章小結(jié) 25

5 背門的靜力學(xué)剛度分析 26

   5.1 扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算分析 26

5.1.1 扭轉(zhuǎn)工況的約束載荷建立 26

5.1.2 扭轉(zhuǎn)工況的分析結(jié)果 27

   5.2 彎曲剛度計(jì)算分析 27

5.2.1 彎曲工況的約束載荷建立 27

5.2.2 彎曲工況的分析結(jié)果 28

   5.3 下垂剛度計(jì)算分析 29

5.3.1 下垂工況的約束載荷建立 29

5.3.2 下垂工況的分析結(jié)果 29

   5.4 背門剛度分析結(jié)果評價(jià) 30

   5.5 本章小結(jié) 30

6 背門的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與分析 31

   6.1 背門的結(jié)構(gòu)優(yōu)化 31

   6.2 背門優(yōu)化后的模態(tài)結(jié)果及分析 35

   6.3 背門優(yōu)化后的剛度分析 35

6.3.1 優(yōu)化后的扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算分析 35

6.3.2 優(yōu)化后的彎曲剛度計(jì)算分析 35

6.3.3 優(yōu)化后的下垂剛度計(jì)算分析 36

   6.4 優(yōu)化后的背門剛度分析結(jié)果評價(jià) 37

   6.5 本章小結(jié) 37

7 總結(jié)與期望 38

   7.1 全文總結(jié) 38

   7.2 工作展望 38

致謝 40

參考文獻(xiàn) 41

摘   要

本文主要以某型SUV乘用車的后背門作為研究對象，通過有限元分析方法，利用Hypermesh有限元分析軟件對其進(jìn)行了靜力學(xué)分析,具體主要工作內(nèi)容為以下幾個(gè)方面。

首先進(jìn)行了車背門的有限元建模，主要對車背門構(gòu)件的網(wǎng)格劃分方法和焊點(diǎn)連接模擬實(shí)現(xiàn)做了詳細(xì)說明與總結(jié)，最終得到一個(gè)完整的車背門有限元模型。然后分析了車背門模態(tài)，通過模態(tài)分析得到車背門的振動模態(tài)，并對車背門振動特性做出評估。接著對車背門進(jìn)行了有限元靜力分析，分析車背門在三種不同工況下的剛度，并根據(jù)分析結(jié)果，對車門的剛度做出總體評估。最后進(jìn)行了車背門結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析。通過車背門模態(tài)、剛度分析結(jié)果，對車背門的具體構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化并分析，并對優(yōu)化前后背門的模態(tài)、剛度進(jìn)行比較并做出評估。

關(guān)鍵詞：汽車背門 有限元分析 模態(tài) 剛度 優(yōu)化

Abstract

In this paper, the tail door of one SUV is used as a research object. Its statics performance is analyzed by Hypermesh software, through the finite element analysis method. The work contains four main aspects：

First of all, we established the finite element model of the tail door. The mesh generation method and simulation of connection and weld spots are expounded. Finally, we get a finite element model of the tail door. Secondly, we analyzed the mode of the tail door. By Mode analysis，the vibration mode is gotten. Based the result，we eva luate the vibration characteristic of the tail door. Thirdly, we analyzed the statics performance of the tail door. Analyze the stiffness of the tail door under three different conditions. Based on this result, the overall eva luation of the tail door is presented. Finally, we did structure optimization analysis of the tail door. Based on the results of Mode and Static analysis, the specific components of tail door are optimized and analyzed again. Then the results before and after optimization are compared.

Key words: vehicle tail door, finite element analysis, mode, stiffness, optimization