车门系统刚度特性分析与误差研究

摘要

汽车车门是车身中一个重要、独立且复杂的组成部分，车门设计的好坏直接影响整车的工艺性、安全性、舒适性、密封性及噪声控制，而车门设计的主要手段是有限元仿真和试验对标，因此车门的试验仿真误差是关乎车门设计好坏的直接影响因素。本文以某前门为研究对象，主要研究内容和成果如下：
　　首先，简要介绍了误差的基本概念，包括误差研究的意义、误差定义及表示法、误差来源和误差分类等，重点介绍了误差评定方法、试验误差修正方法和有限元模型误差优化修正方法等误差评定和修正的理论基础及研究动态；考虑车门检测装备和数值仿真之间的不完全一致性，研究了车门—夹具系统各误差源与车门刚度之间的关系，建立了车门—夹具系统误差模型。
　　然后，针对车门刚度预测不准确的问题，采用了一种车门系统刚度特性计算方法。首先，从试验过程中的受力分析着手，根据接触力、夹紧力及重力等因素在试验中的受力情况，根据做功相等原理建立相应的车门—夹具系统刚度力学模型及跟据各个受力因素构建能量消耗函数关系式。同时对汽车车门刚度评价体系、车门系统刚度的概念等理论基础进行了分析，为文章后续的研究提供了理论和技术支持。
　　其次，阐述了车门刚度性能检测试验设备的主要原理和有限元仿真分析的基础理论，针对车门刚度在性能测试试验和有限元仿真中可能产生的误差进行了分析，推导了数据采集误差、柔性变形误差、夹具模型误差和测点误差的一般表达式。利用极限误差合成理论，对试验数据采集误差、柔性变形误差进行耦合，建立了试验误差模型；同时鉴于不同工位夹具对刚度结果影响的不同，提出了基于灵敏度分析的误差影响权重确定方法，推导了仿真误差模型的一般表达式。
　　最后，以某车门为例，详细描述了车门刚度试验修正和有限元仿真优化修正的步骤，通过修正车门刚度试验和优化车门有限元模型获得车门刚度相对误差值作为评价车门性能检测装备的可靠性及汽车关键零部件性能检测装备与数值仿真一致的可行性指标，验证了本文方法的有效性和误差模型的正确性。
　　研究结果表明，本文运用的车门系统刚度模型及误差模型是有效的，通过车门有限元分析和试验测试结果对比发现，文中所述的车门系统刚度特性分析和误差建模方法有利于提高有限元建模分析和试验测试的准确性和可靠性，为进一步对车门进行正向改进设计与优化奠定了技术基础。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2车门刚度性能国内外研究现状

1.3试验与仿真相对误差的国内外研究现状

1.4 论文的主要研究内容

第2章 误差理论

2.1 引言

2.2 误差的基本概念

2.3 常用的误差评定方法

2.4 试验误差修正方法

2.5 有限元模型误差优化修正方法

2.6 车门误差模型概括

2.7 本章小结

第3章 车门系统刚度模型研究

3.1引言

3.2汽车车门刚度概述

3.3车门系统刚度模型的建立过程

3.4本章小结

第4章 车门刚度试验、有限元仿真与误差研究

4.1引言

4.2车门刚度性能试验设备

4.3试验误差分析

4.4车门刚度有限元仿真分析

4.5仿真误差分析

4.6本章小结

第5章 车门试验修正及有限元优化修正分析

5.1引言

5.2车门扭转刚度的试验修正

5.3车门扭转刚度的有限元仿真优化修正

5.4车门扭转刚度修正前后结果对比

5.5车门其他刚度的误差对比验证

5.6本章小结

6 全文总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文及专利