摘 要：后背門是汽車的重要部件，需要保證足夠的剛度。本文主要以 G3乘用車的后背門作為研究對象，通過有限元分析方法，利用有限元分析軟件對其進行了靜力學分析，具體主要工作內(nèi)容為以下幾個方面。首先進行了車背門的有限元建模，得到一個完整的車背門有限元模型。然后分析了車背門模態(tài)，通過模態(tài)分析得到車背門的振動模態(tài)，并對車背門振動特性做出評估。接著對車背門進行了有限元靜力分析，分析車背門在三種不同工況下的剛度，并根據(jù)分析結(jié)果，對車門的剛度做出總體評估。

關(guān)鍵詞：后背門；乘用車；剛度

1 前言

隨著科技的發(fā)展進步，產(chǎn)品在趨于多樣化、智能化的同時，會不可避免地趨于復雜化。對復雜的工程，人們都希望能在產(chǎn)品生產(chǎn)以前對設(shè)計方案進行精確的試驗、分析和論證，這些工作需要借助計算機實現(xiàn)，就是計算機輔助工程，即CAE。CAE是包括產(chǎn)品設(shè)計、工程分析、數(shù)據(jù)管理、試驗、仿真和制造的一個綜合過程，關(guān)鍵是在三維實體建模的基礎(chǔ)Ghsn54O3fIjaNrblUDl3cS3pYFXHZjANFLFp5kkA80k=上，從產(chǎn)品的設(shè)計階段開始，按實際條件進行仿真和結(jié)構(gòu)分析，按性能要求進行設(shè)計和綜合評價，以便從多個方案中選擇最佳方案，或者直接進行設(shè)計優(yōu)化。有限元是CAE的關(guān)鍵技術(shù)，在汽車設(shè)計和優(yōu)化過程中發(fā)揮著極其重要的作用。

CAE計算機工程分析采用虛擬方法對結(jié)構(gòu)性能進行模擬仿真，預測機構(gòu)性能，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，為產(chǎn)品研發(fā)提供了指南。為解決實際工程問題提供依據(jù)。在整個汽車CAE分析對汽車結(jié)構(gòu)強度、剛度、車輛的振動噪聲、舒適平順性、耐久性、多剛體動力學、碰撞、乘員的安全性以及動力總成的性能方面進行模擬仿真分析、預測結(jié)構(gòu)性能、判斷結(jié)構(gòu)的合理性、優(yōu)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計。它可解決汽車在使用過程中的質(zhì)量問題，大大提高汽車的研發(fā)水平。

本文以汽車后背門為例，通過 CATIA建立 CAD模型，利用分析軟件對其扭轉(zhuǎn)剛度進行有限元分析，從而驗證模型是否滿足設(shè)計要求。

2 后背門有限元分析

2.1 有限元模型的建立

有限元模型根據(jù)后背門數(shù)模建立，后背門模型如圖1（a）、（b）所示。

3 結(jié)論

本文基于有限元分析軟件，根據(jù)試驗確定加載方式，建立后背門有限元模型和確定分析工況加載，進行靜力學計算，得到了后背門的各測點的應(yīng)力分布狀況，通過與試驗進行對比，驗證了有限元分析模型的正確性，為后背門的結(jié)構(gòu)改進提供了可靠的參考依據(jù)。通過對有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果的的對比分析，從對比曲線中可以看出，對于后背門應(yīng)力分布狀況，后背門的有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果一致，只有少數(shù)幾個點存在偏差，但數(shù)值相差不大。從上述的結(jié)果對比分析可知，有限元模型的相關(guān)參數(shù)設(shè)置比較合適。同時，也可以看出，該后背門鈑金結(jié)構(gòu)的局部強度和剛度較為理想。

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