轎車門體彈性仿真及密封性研究.pdf

1、轎車隨著科技的進一步發(fā)展，產(chǎn)品在趨于多樣化、智能化的同時，也趨于復(fù)雜化。轎車車身是整車的重要組成部分，而車門作為車身的一部分，又發(fā)揮著它特有的功能。在新車型的開發(fā)設(shè)計過程中，如何判斷車門結(jié)構(gòu)的合理性及車門結(jié)構(gòu)靜態(tài)強度和剛度，是一項十分重要的工作。隨著社會的發(fā)展和汽車工業(yè)的繁榮，汽車作為一種交通工具，在人們生活中起著舉足輕重的作用。人們對轎車的乘坐舒適性以及防振、隔噪等性能要求也越來越高，車門窗密封條在轎車中起到了介質(zhì)密封、環(huán)境隔離、內(nèi)外

2、裝飾等作用，而密封條的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及制造工藝復(fù)雜，其產(chǎn)品性能、品質(zhì)直接影響轎車車門的啟閉力大小及操作舒適性等。 車門結(jié)構(gòu)的靜態(tài)強度和剛度的計算與分析，在車門結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中起著非常重要的作用。安全可靠，具有足夠的剛度，不易變形下沉，行車時不振響，是車門結(jié)構(gòu)設(shè)計需要考慮的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文利用專業(yè)建模軟件catia建立了某款轎車車門的幾何模型，然后將幾何模型導(dǎo)入到HYPERWORKS中，并進行幾何清理。然后利用HYPERWORKS中的專

3、業(yè)網(wǎng)格劃分模塊HYPERMESH對幾何模型進行網(wǎng)格劃分，從而建立了該車門的有限元模型。本文運用rigid剛性單元來模擬焊點及螺栓；應(yīng)用RBE2剛性連接來模擬車門鉸鏈及門鎖。本文對車門的扭轉(zhuǎn)剛度、下沉剛度和強度進行了仿真分析，從仿真分析結(jié)果中可以看出對車門剛度影響較大的部件為車門內(nèi)板、車門外板和鎖體加強板。最后對車門結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，經(jīng)過優(yōu)化后車門的扭轉(zhuǎn)剛度有所提高，并且能夠滿足使用的要求。 為了對轎車車門密封條結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計

4、，本文建立了密封條的幾何模型和橡膠材料模型，并建立了分析所需要的邊界條件。應(yīng)用直接約束法對密封條的接觸特性進行了研究。研究結(jié)果表明，此算法對密封條與車門的接觸特性是有效的，能夠反映密封條在與車門接觸過程中的接觸法向力、接觸法向應(yīng)力以及摩擦力的大小和分布情況。為了對轎車車門密封條結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，本文采用了遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的策略，首先利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立密封條結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)與壓縮負(fù)荷、應(yīng)力等的非線性全局映射關(guān)系，獲得求解結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題