基于 LS—DYNA隱式算法的車(chē)門(mén)下沉剛度分析

王丹迎 呂振偉　孔慶珍　王彪　牛曉欽

摘 要：四門(mén)兩蓋是乘用車(chē)的重要組成部分，車(chē)門(mén)作為重要構(gòu)件，應(yīng)當(dāng)具備足夠的剛度強(qiáng)度和抗振性能，本文利用LS-DYNA隱式算法對(duì)其進(jìn)行有限元仿真分析計(jì)算，為車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)驗(yàn)證提供可靠的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：Hyperworks；下沉剛度；LS-DYNA

1 引言

車(chē)門(mén)是車(chē)身的重要組成部分，當(dāng)車(chē)門(mén)剛度不足，容易造成車(chē)門(mén)開(kāi)啟困難、密封不好、漏風(fēng)滲雨等問(wèn)題，從而導(dǎo)致車(chē)門(mén)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，大大降低乘坐舒適性，使得人員體驗(yàn)度下降，降低產(chǎn)品質(zhì)量。因此，對(duì)車(chē)門(mén)進(jìn)行下沉剛度分析很有必要，有限元分析是驗(yàn)證車(chē)門(mén)剛度的重要手段。

Hyperworks是汽車(chē)行業(yè)廣泛應(yīng)用的前后處理軟件，其與多個(gè)求解器軟件有很好的接口，比如Abaqus、LS-DYNA、Nastran、 Ansys、Optistruct等，汽車(chē)行業(yè)一般用 Hypermesh為其他求解器搭建有限元模型。 LS-DYNA能夠模擬真實(shí)世界的各種復(fù)雜問(wèn)題，非常適合求解三維非線性結(jié)構(gòu)的碰撞、金屬成型等非線性動(dòng)力學(xué)沖擊問(wèn)題，以 Lagrange算法為主，兼有ALE和Euler算法，以顯式算法為主并有隱式算法，是通用的結(jié)構(gòu)非線性有限元分析程序。

本文利用 Hyperworks軟件對(duì)車(chē)門(mén)建立有限元模型，在Hypermesh中搭建LS-DYNA求解器的CAE模型，在LS-DYNA中用隱式算法進(jìn)行求解，對(duì)設(shè)計(jì)車(chē)前車(chē)門(mén)進(jìn)行下沉分析，以了解其抵抗垂向變形的能力，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

2 某轎車(chē)前車(chē)門(mén)有限元模型

針對(duì)某新型電動(dòng)乘用車(chē)前車(chē)門(mén)下沉分析所用有限元模型，如圖1所示。

有限元建模過(guò)程中，對(duì)模型進(jìn)行幾何清理和幾何簡(jiǎn)化，對(duì)薄板進(jìn)行抽中面處理，鉸鏈保留實(shí)體，劃分實(shí)體單元，截取白車(chē)身部

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)車(chē)門(mén)在三種不同工況下進(jìn)行有限元分析，可以得出門(mén)鎖處的垂向位移變形圖，如圖 9所示。在車(chē)門(mén)下沉分析過(guò)程中，主要評(píng)判指標(biāo)是門(mén)鎖處的垂向位移是否小于目標(biāo)值，從表 2可明顯看出，在自重下，門(mén)鎖處垂向位移為 1.27mm，在工況二下，門(mén)鎖處的垂向位移為 7.46mm，卸載后的殘余變形為

0.79mm，該車(chē)門(mén)門(mén)鎖垂向位移均小于目標(biāo)值，圖9 門(mén)鎖處的垂向位移變形圖符合設(shè)計(jì)要求，估可應(yīng)用在實(shí)際車(chē)型中，為

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