基于有限元的汽车车门结构分析与研究

摘要

本文对基于有限元的汽车车门结构进行了研究。在新车型的开发设计过程中，如何判断车门结构的合理性及车门结构静、动态性能的优劣，并对车门结构设计进行优化，是一项十分重要的工作。本研究利用HYPERMESH与ANSYS接口，对车门进行了静力学分析，针对车门的不同工况，计算了车门刚度和强度较大和较小的位置。通过动力学分析得到车门的振动固有频率和振型，冲击动力学仿真分析得到车门的各个物理量的时间历程，并进行车门和车身匹配的动力学模态分析，可对汽车车门的设计提供参考。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1课题研究的内容和意义

1.2汽车CAE技术

1.2.1 CAE技术简介

1.2.2 CAE技术在汽车产品开发中的作用

1.2.3有限元法分析的一般过程

1.2.4 CAE技术的发展趋势

1.3本论文研究内容和方法

第二章汽车车门有限元基本理论

2.1有限元技术的发展

2.2应用有限单元法解题的一般步骤

2.3 shell单元概述

2.3.1 shell单元的理论分析

2.3.2 shell63单元特性

2.4坐标变换和整体刚度矩阵

2.5汽车车门的振动特性计算

第三章汽车车门有限元模型的建立

3.1基于PRO/E软件的三维实体模型的建立

3.2基于CATIA软件的曲面提取和模型简化

3.3车门的网格划分

3.3.1车门数据格式的转换

3.3.2基于Hypermesh的车门网格的划分

第四章汽车车门结构的静力学分析与计算

4.1 ANSYS软件

4.2车门静力分析工况的确定

4.3车门下沉工况的计算结果及分析

4.3.1车门的边界约束条件和加载

4.3.2计算结果及分析

4.4车门扭转工况下的计算结果及分析

4.4.1车门的边界约束条件和加载

4.4.2计算结果及分析

4.4.3车门扭转刚度评价

4.5车门的静压强度计算及分析

4.5.1 GB15743.1995的技术要求及试验方法

4.5.2车门的边界约束条件和加载

4.5.3计算及分析

4.5.4车门静压强度评价

第五章汽车车门结构的振动特性分析

5.1 ANSYS模态分析过程

5.2车门外板自由模态分析

第六章汽车车门结构的冲击动力学仿真分析

6.1 ANSYS/LS-DYNA软件

6.1.1 ANSYS/LS-DYNA简介

6.1.2 ANSYS/LS-DYNA的应用领域

6.2 ANSYS/LS-DYNA单元类型shell163及算法

6.3车门在关闭瞬间的冲击动力学仿真过程

6.3.1位移边界条件及冲击载荷

6.3.2仿真结果及分析

第七章汽车车门结构的优化设计

7.1优化设计概述

7.2 ANSYS软件中的优化设计

7.2.1优化方法

7.2.2优化变量

7.2.3优化设计的步骤

7.3车门结构的优化设计

第八章车门优化后与车身匹配动力学分析

8.1车身模型的建立

8.2车门与车身匹配的有限元模型的建立

8.3车门与车身匹配的模态分析

结束语

参考文献

致 谢