隐式算法 基于LS

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基于LS-DYNA隐式算法的车门下沉刚度分析

基于LS-DYNA隐式算法的车门下沉刚度分析摘要：

四门两盖是乘用车的重要组成片面，车门作为重要构件，应当具备足够的刚度强度和抗振性能，本文利用LS-DYNA隐式算法对其举行有限元仿真分析计算，为车门设计验证供给稳当的理论依据。

1引言车门是车身的重要组成片面，当车门刚度缺乏，轻易造成车门开启困难、密封不好、漏风渗雨等问题，从而导致车门产生噪声和振动，大大降低乘坐舒适性，使得人员体验度下降，降低产品质量。因此，对车门举行下沉刚度分析很有必要，有限元分析是验证车门刚度的重要手段。

Hyperworks是汽车行业广泛应用的前后处理软件，其与多个求解器软件有很好的接口，譬如Abaqus、LS-DYNA、Nastran、Ansys、Optistruct等，汽车行业一般用Hypermesh为其他求解器搭建有限元模型。LS-DYNA能够模拟真实世界的各种繁杂问题，分外适合求解三维非线性布局的碰撞、金属成型等非线性动力学冲击问题，以Lagrange算法为主，兼有ALE和Euler算法，以显式算法为主并有隐式算法，是通用的布局非线性有限元分析程序。本文利用Hyperworks软件对车门建立有限元模型，在Hypermesh中搭建LS-DYNA求解器的CAE模型，在LS-DYNA中用隐式算法举行求解，对设计车前车门举行下沉分析，以了解其抗争垂向变形的才能，为布局设计供给参考依据。2某轿车前车门有限元模型针对某新型电动乘用车前车门下沉分析所用有限元模型，如图1所示。有限元建模过程中，对模型举行几何清理和几何简化，对薄板举行抽中面处理，铰链留存实体，划分实体单元，截取白车身片面，用铰链与其连接，白车身和车门片面用点焊和二氧化碳养护焊连接，前挡风玻璃和前车门玻璃用胶粘连接。网格采用四边形、三角形和周围体单元，用8mm大小划分网格，三角形单元总数不超过5%，该有限元模型重量为25.6Kg，节点数量为264882，单元数量为255874。

3前车门材料属性前车门所用材料属性如表1所示。

4边界条件4.1约束约束车身断面处的平动自由度；

约束车身与底盘连接处的全部自由度；

约束锁扣处的侧向平动自由度；

考虑铰链与侧围外板和车门内板之间的接触作用；

考虑侧围外板和车门内板与各自加强板之间的接触作用。

4.2载荷工况Step1：施加车门总成自身重力；

Step2：保持车门自身重力，在门锁处施加沿Z轴负向的载荷1000N；

Step3：保持车门自身重力，移除外载。其约束和载荷工况如图2所示。5计算结果与分析5.1工况一车门在自重工况下的位移云图如图3所示，从图中可以看出车门在自重下的最大变形量为1.78mm，发生在车门右上角。车门在自重工况下两铰链处的应力云图如图4所示，从图中可以看出下铰链处所受应力较大，最大应力值为255MPa。

5.2工况二车门在保持车门自身重力，在门锁处施加沿Z轴负向的载荷1000N工况下的位移云图如图5所示，从图中可以看出车门在自重下的最大变形量为9.83mm，发生在车门右上角。

车门在保持车门自身重力，在门锁处施加沿Z轴负向的载荷1000N工况下两铰链处的应力云图如图6所示，从图中可以看出上下铰链处所受应力相差不大，最大应力值为386MPa。

5.3工况三车门在保持车门自身重力，移除外载工况下的位移云图如图7所示，从图中可以看出车门在自重下的最大变形量为3.07mm，发生在车门右上角。车门在保持车门自身重力，移除外载工况下两铰链处的应力云图如图8所示，从图中可以看出下铰链处所受应力较大，最大应力值为278MPa。

6结论通过对车门在三种不同工况下举行有限元分析，可以得出门锁处的垂向位移变形图，如图9所示。在车门下沉分析过程中，主要评判指标是门锁处的垂向位移是否小于目标值，从表2可明显看出，在自重下，门锁处垂向位移为1.27mm，