全车铰链强度分析报告

1、编号：QQ-PD-CS-021 全车铰链强度分析报告项目名称： QQ458321486 编制： 日期： 校对： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： QQ 汽车有限公司2013 年 4 月目目 录录1 分析目的.12 使用软件说明.13 前门铰链.13.1 有限元模型建立.13.2 边界条件.13.3 强度计算结果.33.4 分析结论.54 中门铰链.54.1 有限元模型建立.54.2 边界条件.54.3 强度计算结果.64.4 分析结论.85 后背门铰链.85.1 有限元模型建立.85.2 边界条件.85.3 强度计算结果.95.4 分析结论.11全车铰链强度分析报告 QQ 汽车有限公司第

2、 1 页 共 13 页1 分析目的分析目的铰链作为重要的安全件，用来确定车门与车身的相对位置，控制运动轨迹，保证车门的灵活开关。本次分析对象为前门、中门和后背门铰链，以法规对各铰链试验标准为依据进行强度分析，得到在载荷作用下的应力变化，验证铰链设计的合理性。2 使用软件说明使用软件说明本次分析采用 HYPERMESH 作前处理，LS-DYAN 求解。HYPERMESH 是世界领先的、功能强大的 CAE 应用软件包，也是一个创新、开放的企业级 CAE 平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面，与多种 CAD 和 CAE 软件有良好的接口并

3、具有高效的网格划分功能；LS-DYNA 是一个以显式为主，隐式为辅的通用非线性动力分析有限元程序，可以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性问题。 3 前门铰链前门铰链3.1 有限元模型建立对车身设计部门提供的 QQ 白车身前门铰链 CAD 模型进行有限单元离散，相对自身而言，铰链的厚度较大，因此采用 TETRA 进行建模，共包含 TETRA 单元 197699 个。铰链的有限元模型如下图：图 1 前门铰链有限元模型3.2 边界条件按照国标 GB15086-2006汽车门锁及门铰链的性能要求和试验方法规定每个门铰链系统应能承受 11110N 的纵向负荷，不能脱开；每个门

4、铰链系统应能承受 8890N 的横向全车铰链强度分析报告 QQ 汽车有限公司第 2 页 共 13 页负荷，不得脱开。在两个铰链的中心位置施加纵向或横向力，且过铰链的旋转中心。为了考核铰链的强度，在铰链安装孔约束 123456 自由度，在过铰链旋转中心在铰链中间位置上施加横向力 8890N,纵向力 11110N 计算铰链强度。模型如下图：图 2 前门铰链横向加载模型图 3 前门铰链纵向加载模型全车铰链强度分析报告 QQ 汽车有限公司第 3 页 共 13 页3.3 强度计算结果3.3.1 横向 8890N 负荷工况图 4 横向 8890N 时前门铰链总成的应力云图表 1 横向 8890N 时铰链各

5、零件的应力云图铰链 1铰链 2销轴应力 云图最大值318.709 Mb247.33 Mb291.32 Mbb350 Mb350 Mb350 Mb全车铰链强度分析报告 QQ 汽车有限公司第 4 页 共 13 页3.3.2 纵向 11110N 负荷工况图 5 纵向 11110N 前门铰链总成应力云图表 2 纵向 11110N 铰链各零件的应力云图铰链 1铰链 2销轴应力 云图最大值326.559 Mb293.000 Mb299.944 Mbb350 Mb350 Mb350 Mb 全车铰链强度分析报告 QQ 汽车有限公司第 5 页 共 13 页3.4 分析结论车门所用的铰链材料为 SPHC，其抗拉强

6、度350MPa。从分析中可以看出，最大应力均小于铰链的抗拉强度值，满足 GB 静态试验强度设计要求。4 中门铰链中门铰链4.1 有限元模型建立对车身设计部门提供的 QQ 白车身中门铰链 CAD 模型进行有限单元离散，相对自身而言，铰链的厚度较大，因此采用 TETRA 进行建模。铰链包含 TETRA 单元 615902 个。 4.2 边界条件 在铰链安装孔约束 123456 自由度，过铰链旋转中心在铰链中间位置上施加横向力8890N,纵向力 11110N 计算铰链强度。模型如下图：图 6 中门铰链横向加载模型图 7 中门铰链纵向加载模型全车铰链强度分析报告 QQ 汽车有限公司第 6 页 共 13

7、 页4.3 强度计算结果4.3.1 横向 8890N 负荷工况图 8 横向 8890N 中门铰链应力云图表 3 横向 8890N 铰链各零件应力云图铰链 1铰链 2销轴应力 云图最大值157.573 Mb194.613 Mb42.552 Mbb350 Mb350 Mb350 Mb全车铰链强度分析报告 QQ 汽车有限公司第 7 页 共 13 页4.3.2 纵向 11110N 负荷工况图 9 纵向 11110N 中门铰链应力云图表 4 纵向 11110N 铰链各零件应力云图铰链 1铰链 2销轴应力 云图最大值290.600 Mb232.783 Mb44.000 Mbb350 Mb350 Mb350

8、 Mb全车铰链强度分析报告 QQ 汽车有限公司第 8 页 共 13 页4.4 分析结论 中门所用的铰链材料为 SPHC，其抗拉强度350MPa。从分析中可以看出，最大应力均小于铰链的抗拉强度值，满足 GB 静态试验强度设计要求。5 后背门铰链后背门铰链5.1 有限元模型建立对车身设计部门提供的 QQ 白车身背门铰链 CAD 模型进行有限单元离散，相对自身而言，铰链的厚度较大，因此采用 TETRA 进行建模。铰链包含 TETRA 单元 133711 个。 5.2 边界条件在铰链安装孔约束 123456 自由度，过铰链旋转中心在铰链中间位置上施加纵向力8890N,垂向力 11110N 计算铰链强度

9、。模型如下图：图 10 背门铰链纵向加载模型图 11 背门铰链垂向加载模型全车铰链强度分析报告 QQ 汽车有限公司第 9 页 共 13 页5.3 强度计算结果5.3.1 纵向向 8890N 负荷工况图 12 纵向 8890N 后门铰链总成应力云图表 5 纵向 8890N 铰链各零件应力云图铰链 1铰链 2销轴应力 云图最大值247.300 Mb292.325 Mb126.192 Mbb350 Mb350 Mb350 Mb全车铰链强度分析报告 QQ 汽车有限公司第 10 页 共 13 页图 13 垂向 11110N 后门铰链总成应力云图表 6 垂向 11110N 铰链各零件应力云图铰链 1铰链 2销轴应力 云图最大值321.042 Mb212.199