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本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生你會(huì)得到什么：1、學(xué)習(xí)車門鉸鏈的三維模型處理2、學(xué)習(xí)車門鉸鏈靜結(jié)構(gòu)分析步的建立3、學(xué)習(xí)車門鉸鏈疲勞分析的載荷施加4、學(xué)習(xí)車門鉸鏈疲勞分析的設(shè)置5、學(xué)習(xí)平均應(yīng)力修正的設(shè)置案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

某重卡商用車車門鉸鏈強(qiáng)度分析規(guī)范

某重卡商用車車門鉸鏈安裝點(diǎn)剛度分析規(guī)范

圖2 垂直工況載荷施加圖 考慮乘客支撐力200 N和車門自重550 N，載荷大小設(shè)定在750 N。設(shè)定車門采用鉸鏈連接，施加車門鉸鏈處全約束，車門門鎖處則僅約束X方向上的平動(dòng)。在這種工況下，采用車門沿Z軸負(fù)方向上的最大位移量作為評價(jià)指標(biāo)，最大位移量越小，說明車門剛度性能表現(xiàn)越優(yōu)秀。在OptiStruct模塊中進(jìn)行有限元分析，獲得車門位移云圖。

計(jì)算結(jié)果顯示，車門的最大應(yīng)力出現(xiàn)在內(nèi)板的下方鉸鏈附近，最大應(yīng)力值為109 MPa，車門內(nèi)板的預(yù)選材為DC04，其屈服強(qiáng)度下限為130 MPa，其余零部件內(nèi)應(yīng)力均未超過材料的屈服極限，如圖4所示。

3.4 自由模態(tài)分析 車門的模態(tài)分析也是車門 分 析 中 的 重 要 組 成 部 分。 鉸鏈和鎖扣對車門是剛度很大的約束,但是為了避開這些 結(jié)構(gòu)特征對車門的影響,重點(diǎn)考慮車門的整體設(shè)計(jì)方案,所 以車么一般考慮用車門的自由模態(tài)預(yù)測車門的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和 動(dòng)力特征。 汽車在行駛的過程中對車門的激勵(lì)一般不會(huì)超 過30Hz。

2）ST150工位為后車門裝配。工人從后車門料框中取出后車門放置到上件胎中，151RB_300將后車門從上件胎中取出，放置到鉸鏈裝配夾具上。151RB_500從鉸鏈緩存轉(zhuǎn)臺(tái)中抓取鉸鏈，移動(dòng)至鉸鏈裝配工裝處，通過“Best-fit”算法后將鉸鏈移動(dòng)至與車門裝配的最佳位置。151RB_300通過螺栓送料器抓取螺栓，完成鉸鏈與車門的裝配。

鉸鏈摩擦是通過在門上沿運(yùn)動(dòng)的相反方向施加3.7 Nm的靜扭矩來模擬。空氣阻力效應(yīng)通過文獻(xiàn)中的1D方法進(jìn)行建模。產(chǎn)生的扭矩有用戶定義的子程序計(jì)算，并作用于車門鉸鏈。工程師使用Adams的試驗(yàn)設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行分析，用來確定關(guān)門的速度最小為820 mm/s。

</p><p><br></p><p><strong>工況描述</strong></p><ol><li>截取包含前車門總成在內(nèi)的1/4車模型，截?cái)嗑€處全自由度約束，在車門鎖芯處建立局部坐標(biāo)系，以鉸鏈軸線和鎖芯點(diǎn)所形成平面的法向?yàn)閅軸，全局坐標(biāo)的垂向?yàn)閆向，局部坐標(biāo)系原點(diǎn)即為鎖芯中心點(diǎn)，同時(shí)約束鎖芯中心點(diǎn)處在局部坐標(biāo)系下的Y方向自由度（此處約束為防止施加預(yù)緊力時(shí)，因欠約束導(dǎo)致計(jì)算不收斂）。

操作步驟： 打開“分析” → “Abaqus” → “工況管理器” 點(diǎn)擊“新增”，創(chuàng)建工況名為“Side_Impact” 工況類型選擇“靜力學(xué)（Static, General）” 4.2 約束設(shè)置 車門與車身連接處施加約束： 鉸鏈安裝孔：約束1、2、3方向平動(dòng)自由度（U1=U2=U3=0）

測試前，通過拆卸全部密封條，實(shí)驗(yàn)得到的測力計(jì)讀數(shù)即為車門關(guān)閉瞬間鉸鏈、限位器和門鎖的阻力，其讀數(shù)為50 N，裝上門框密封條密封力進(jìn)行5次測量，如圖18所示，得到結(jié)果如表5所示，5次平均值為220.87 N。 如表6所示，將原始密封截面壓縮力三維仿真結(jié)果與車門靜態(tài)關(guān)門力實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，兩者結(jié)果誤差為3.45%，其誤差在10% 以內(nèi)，可信度極高。

該設(shè)計(jì)包含了鋁擠壓件和鋼制鉸鏈，以及很少數(shù)量的塑料件。目前的車門設(shè)計(jì)是將相鄰部件的邊緣重疊并鉚接在一起。 基準(zhǔn)門內(nèi)板（左圖）由三個(gè)鋁合金板沖壓后鉚接成整體，轉(zhuǎn)變成拼焊一體式門板（右圖） 在獲得拼焊設(shè)計(jì)概念滿足結(jié)構(gòu)和模態(tài)分析標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果后，TWB團(tuán)隊(duì)對設(shè)計(jì)的制造工藝轉(zhuǎn)化進(jìn)行了CAE分析。

因此，選擇壓頭作為接觸主面，車門外板作為接觸從面，摩擦系數(shù)為0.15，添加有限滑移約束，約束鉸鏈安裝點(diǎn)與門鎖扣安裝點(diǎn)123456自由度，約束壓頭中心點(diǎn)除加載方向之外的其他自由度，加載方向?yàn)?em>車門外板法向，在壓頭上加載200 N集中力，然后卸載。

車門開閉壽命試驗(yàn)車門作為汽車使用頻率較高的部件之一，其開閉的可靠性和耐久性至關(guān)重要。車門開閉壽命試驗(yàn)通過專門的試驗(yàn)設(shè)備，模擬實(shí)際使用中車門的開閉操作。一般使用機(jī)械臂或類似裝置，按照一定的速度和頻率，對車門進(jìn)行反復(fù)開閉動(dòng)作，次數(shù)可達(dá)數(shù)萬次甚至更多。在試驗(yàn)過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測車門的開閉力、門鎖的鎖定與解鎖功能、車門鉸鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性等參數(shù)。

同時(shí)，作為前車門鎖扣、后車門鉸鏈以及前排安全帶的安裝部件，B柱還必須擁有足夠的強(qiáng)度和剛度。

最近，F(xiàn)raunhofer IAPT利用工藝改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)相結(jié)構(gòu)的DfAM思維重新設(shè)計(jì)了跑車車門鉸鏈，成功使其成本降低了約50%，重量減輕了35%。 3D打印車門鉸鏈 首先，F(xiàn)raunhofer IAPT開發(fā)了一款增材制造潛力評估軟件&mdash;&mdash;3D Spark。

對于車門，能模擬實(shí)際使用中車門的開閉操作，以一定速度和頻率反復(fù)開閉車門數(shù)萬次，實(shí)時(shí)監(jiān)測車門開閉力、門鎖鎖定與解鎖功能、車門鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性等參數(shù)，檢測可能出現(xiàn)的故障。 環(huán)境適應(yīng)性測試：可將汽車零部件置于極端溫度（-40℃至 85℃）、濕度（95% RH）及振動(dòng)條件下，同步監(jiān)測性能變化。

容量9人 有不同的版本，早期型號在車身和車門上有大襟翼形式的開口，鉸鏈窗。屋頂有兩個(gè)矩形艙口，沒有安裝重型輕武器的支架。提供一個(gè)空調(diào)和一個(gè)電臺(tái)的安裝區(qū)。車頂可安裝遙控裝置，用于驅(qū)散特示威的特殊裝置。

夾角：通過兩組測點(diǎn)計(jì)算兩條虛擬直線的夾角，用于控制車門鉸鏈、滑軌等運(yùn)動(dòng)部件的順暢度。局部坐標(biāo)系設(shè)定“正確的測量基準(zhǔn)”01 為何需要局部坐標(biāo)系？在全局坐標(biāo)系下，一個(gè)零件可能因夾具偏差或焊接變形發(fā)生整體位移或旋轉(zhuǎn)。這種“整體偏差”可能并不影響其與相鄰零件的裝配。如果在全局坐標(biāo)系下評價(jià)，所有測點(diǎn)都會(huì)顯示超差，從而掩蓋了零件自身真正的制造誤差和關(guān)鍵的裝配問題。