基于Nastran的车门结构有限元分析

葛鹏翼 孟少杰 王尊

摘 要：汽车整车包括了白车身、四门两盖、中控、座椅等子系统，其中，车门不仅是乘员进出汽车的通道，也是隔绝外界气流和噪声干扰的重要防护系统，更能避免驾驶员在紧急情况下发生侧碰意外，市面上的主要乘用车的车门数量从2至5不等，本文针对现阶段的某款4门乘用车型，利用hypermesh对其进行了网格划分，得到其有限元模型，并根据该模型对其刚度和前3阶模态进行了分析，为后续人员的优化打下坚实的基础。

关键词：车门;刚度;网格划分;有限元分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.050

0 引言

车门的刚度决定了车门抵抗弹性变形的能力，刚度如果达不到所需，可能导致车门在外力碰撞下变形，对乘员生命安全造成损害。车门的开关是一个循环往复地过程，在闭合过程中车门承受刚性冲击，足够的刚度能够保证车门的耐久性要求，避免车门发生疲劳变形甚至开裂[1]。针对车门系统，许多学者对其进行了多方面的研究与优化，例如华南理工大学的刘云刚对基于刚度和耐久性进行了优化分析设计，并最终提高了车门刚度并完成了轻量化设计[2];湖南大学的宋琪对车门进行了动静力学的分析，并且加以实验论证，证明了分析的准确性和可靠性[3]。

1 车门有限元模型的建立

车门包括了车门外板、车门内板、车门加强横梁、车门铰链、车门开度限位器、车门玻璃等主要零部件以及密封条、铰链从属零部件。车门的几何模型由catia进行绘制，车门的主要零部件如车门的内外等基本都为冲压件，所以在网格划分的时候采用壳单元进行模拟，除铰链等极少数零部件为铸造件需用体网格划分。……