CAE分析在汽車尾門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李夢(mèng)帆　蘭天亮　王少偉

一、引言

在汽車車身設(shè)計(jì)中車門的設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的，尤其是尾門的設(shè)計(jì)。因?yàn)檐囬T不僅要滿足一定的強(qiáng)度、剛性和抗凹性，還要滿足人機(jī)工程、感官質(zhì)量等要求。對(duì)尾門而言，由于使用了氣彈簧裝置，使得其相對(duì)左右側(cè)門而言更加復(fù)雜一些。但是，隨著CAE技術(shù)的快速發(fā)展，這些性能都可以通過CAE軟件來模擬分析，使設(shè)計(jì)者可以客觀地評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)結(jié)果，為產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提出改善方向，縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)周期、節(jié)省設(shè)計(jì)開發(fā)費(fèi)用。

本文以CAE在某車型尾門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體分析為例，簡(jiǎn)述CAE在汽車尾門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

二、CAE分析在汽車尾門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

本文利用Hyperworks軟件對(duì)尾門總成（不含尾門鉸鏈）采用殼單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，可得41940個(gè)單元，42661個(gè)節(jié)點(diǎn)。在焊點(diǎn)處作RBE2 SPIDER連接，約束1-6自由度。尾門內(nèi)外板粘膠處作一層solidmap實(shí)體單元，尾門總成質(zhì)量為21.36Kg。尾門的有限元分析模型如圖1所示：

1.尾門自由模態(tài)分析

（1）約束和加載。未施加約束和載荷，為自由模態(tài)。

（2）分析結(jié)果。通過計(jì)算可知相對(duì)基型車而言，改型后尾門的扭轉(zhuǎn)和彎曲模態(tài)頻率比基型車有較大提升，但是局部模態(tài)基本沒能提高，但滿足設(shè)計(jì)要求（>30Hz）。

改型前后的模態(tài)對(duì)比結(jié)果如表1所示，相關(guān)的分析云圖如圖2所示。