轎車車門系統(tǒng)CAE分析及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以來,伴隨著汽車產(chǎn)銷量的逐年攀升及家用轎車的日益普及,汽車產(chǎn)業(yè)已然成為我國的朝陽產(chǎn)業(yè)。近年來,全國各地陸續(xù)出臺“限購令”,從側(cè)面說明我國已經(jīng)步入汽車工業(yè)大國。汽車行業(yè)的持續(xù)發(fā)展也帶來了諸多弊端,一方面,供不應(yīng)求的局面導(dǎo)致汽車生產(chǎn)周期一縮再縮,汽車生產(chǎn)質(zhì)量不升反降,僅2012年一年,我國汽車召回量達(dá)320萬;另一方面,汽車保有量的陡增帶來了巨大的道路出行壓力,交通事故頻頻發(fā)生?；谏鲜鰻顩r,本文選取轎車車門系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能及被

2、動安全性能分析,針對側(cè)面碰撞工況進(jìn)行厚度、材料及結(jié)構(gòu)三方面匹配優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)碰撞中前后門響應(yīng)的同步改善。
　　本文首先進(jìn)行車門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性能分析,總結(jié)與歸納出一套較為完整的分析建模流程,建立可用于剛度分析的半車模型以及用于模態(tài)分析的車門總成模型。對下垂、窗框、帶線、扭轉(zhuǎn)四種工況下的車門剛度、強(qiáng)度及自由模態(tài)頻率進(jìn)行分析與評價,結(jié)果證明,該車車門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
　　對歐標(biāo)ECER95側(cè)面移動壁障碰撞法規(guī)進(jìn)行整理與分析,根

3、據(jù)技術(shù)要求對移動壁障進(jìn)行正面剛性碰撞校核發(fā)現(xiàn)各吸能塊力-位移曲線均落在法規(guī)規(guī)定區(qū)間之內(nèi),證明移動壁障模型建立的準(zhǔn)確性。建立側(cè)面碰撞模型并通過仿真分析得出整個碰撞過程中總能量保持守恒,沙漏能控制在5％以下,進(jìn)一步證明側(cè)面碰撞結(jié)果的可信性。
　　為滿足多指標(biāo)考察的需要,提出區(qū)域剛度特性的概念,通過分析部件厚度改變對剛度特性的影響,選取前門內(nèi)板、前門防撞桿、后門內(nèi)板等7個靈敏部件作為優(yōu)化變量,確定前后門侵入量、B柱侵入速度及總質(zhì)量作為4

4、個優(yōu)化目標(biāo),通過正交試驗(yàn)的方法獲取18組采樣點(diǎn),采用RSM響應(yīng)面模型構(gòu)建方法及NSGA-Ⅱ算法實(shí)現(xiàn)側(cè)圍部件厚度的多目標(biāo)優(yōu)化。
　　結(jié)合F檢驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)一步篩選對各目標(biāo)最為顯著的影響因素,應(yīng)用三種常用的汽車結(jié)構(gòu)高強(qiáng)鋼B340/590DP、CR420/780TRIP及B340/LA進(jìn)行材料匹配優(yōu)化設(shè)計,并針對原模型中力傳遞路徑、B柱、車門防撞桿存在的缺陷提出可行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,最終實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)指標(biāo)分別提升25.22%、25.84%、19.8