孫運(yùn)良，路平

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汽車開閉件屈曲、抗凹分析研究

孫運(yùn)良，路平

（徐州徐工汽車制造有限公司，江蘇 徐州 221100）

汽車在生產(chǎn)制造中應(yīng)不斷應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，提升汽車各個部位的性能，促進(jìn)用戶安全的使用汽車，減少因?yàn)槠嚥缓细竦膯栴}引發(fā)的事故。汽車開閉件作為汽車重要的組成部門，對汽車的性能有著關(guān)鍵的影響。汽車開閉件穩(wěn)定性主要是通過開閉件屈曲抗凹來體現(xiàn)，文章主要淺談汽車開閉件屈曲、抗凹分析，提升汽車開閉件的穩(wěn)定性，保障汽車安全的使用。

開閉件；屈曲抗凹；研究分析

引言

汽車的組成部件涉及很多，像發(fā)動機(jī)、輪胎、方向盤、底盤等，在汽車的制造中需要提升每個組成部件的功能，汽車的使用效率及使用年限是由每個部件決定，應(yīng)該在制造的過程中嚴(yán)控每個環(huán)節(jié)，提升其質(zhì)量，保障汽車使用更能滿足人們的需求，提升汽車的使用價值。近幾年因?yàn)楦鞣N原因，與汽車有關(guān)的不安全事故頻發(fā)。因此，應(yīng)在制造的過程中分析汽車的各項(xiàng)性能，汽車的開閉件屈曲、抗凹程度體現(xiàn)開閉件的平穩(wěn)性，但是因?yàn)殚_閉件外板結(jié)構(gòu)具有不穩(wěn)定性，采用有限元的分析方式，提升開閉件的設(shè)計(jì)原理，體現(xiàn)屈曲、抗凹的性能。

1 汽車開閉件屈曲、抗凹采用有限元分析原理

有限元的分析原理是采用數(shù)學(xué)中近似值方式，通過建立模型進(jìn)行各項(xiàng)的分析，通過分析總結(jié)汽車開閉件的結(jié)構(gòu)性能。在實(shí)際中通過對汽車開閉件進(jìn)行分解[1]，將整體的問題劃分為簡單的每個區(qū)域的問題，通過對每個區(qū)域的性能進(jìn)行分析，總結(jié)其特征。因?yàn)樵谄囬_閉件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在實(shí)際中采用別的方式分析汽車開閉件的問題，會面臨很大的問題，采用有限元的方式可以應(yīng)對各種復(fù)雜的狀況，有限元的近似值高，可以更加準(zhǔn)確的說明汽車開閉件屈曲、抗凹的情況。有限元的方法應(yīng)用的很廣泛，尤其是對于工業(yè)上的設(shè)備分析，采用這樣的方式可以為設(shè)計(jì)提供依據(jù)，汽車開閉件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，平衡度高，才能保障在運(yùn)行中的安全性。汽車的閉合件作為其重要的組成部分，通過有限元的方式改進(jìn)其設(shè)計(jì)原理，滿足廣大人民的需要，減少因?yàn)殚_閉件出現(xiàn)問題而造成汽車不能正常使用。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案，減少事故的發(fā)生幾率，提升汽車的使用價值及性價比，相對于同業(yè)而言，汽車的競爭優(yōu)勢更大。

2 汽車引擎蓋問題分析

2.1 采用有限元的方式分析引擎蓋的情況

對于汽車開閉件的屈曲、抗凹性分析，開閉件屈曲分析屬于非線性的分析，應(yīng)用的軟件LS-DYNA，因?yàn)榉蔷€性分析需要的時間多，線性分析的時間較短，在實(shí)際的操作中模型的構(gòu)建應(yīng)體現(xiàn)出簡單化且精確高的特點(diǎn)，在建立模型時應(yīng)綜合分析各種情況以及材料的選擇使用，構(gòu)建模型所需要選用的材料應(yīng)符合國家的規(guī)定[2]，避免因?yàn)檫x擇材料不符合要求，模型建立不嚴(yán)謹(jǐn)，出現(xiàn)人為原因的誤差，影響整個分析的效果，應(yīng)嚴(yán)格控制每個環(huán)節(jié)，針對不同的要求建立模型。本文中建立引擎蓋有限元分析的模型，所選用的是鈑金件，鈑金件的使用方式為殼單元，單元的尺寸要求在9-11mm，模型中三角形的大小控制在一定的氛圍內(nèi)，不能超過6%。對于包邊的處理采用焊接的方式，對各個環(huán)節(jié)的焊接點(diǎn)進(jìn)行模擬，對于汽車開閉件板身材料的選擇使用，應(yīng)選擇符合要求的材料。本文所選用的是彈性材料，對材料的使用情況記錄應(yīng)力、應(yīng)變曲線，建立引擎蓋的模型，采用有限元分析的方式，通過建立模型，在模型中繼續(xù)進(jìn)行操作，針對出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，及時記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.2 汽車引擎蓋屈曲、凹陷程度分析

本文對于引擎蓋的分析采用的方式是ABAQUS，通過在實(shí)際中建立引擎蓋的模型[3]，總結(jié)運(yùn)行情況，對于所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，采用ABAQUS的方式可以明確的看出應(yīng)力云圖的各種變化以及所測試位置的移動情況。通過對記錄的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)模型的結(jié)構(gòu)改變?yōu)榍蛘咚褂貌牧系膽?yīng)力情況會出現(xiàn)增量并逐漸縮小的情況。通過對各個環(huán)節(jié)的分析，應(yīng)在建立模型時根據(jù)各種要求，避免出現(xiàn)計(jì)算迭代問題，模型的單元情況應(yīng)符合規(guī)定。通過采用有限元的方式建立模型分析汽車開閉件的屈曲、抗凹的性能，通過模型的建立及記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，位移情況及應(yīng)力變化明顯，測點(diǎn)情況由0 N-400N，載荷數(shù)值在400N時出現(xiàn)最大的變化，引擎蓋因?yàn)閿?shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)不同所具有的抗凹性不同，發(fā)生最大的位移點(diǎn)值數(shù)為10mm，通過分析計(jì)算出所存在問題的地方，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中應(yīng)針對有問題的地方及時進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，提升其運(yùn)作效率。

3 試驗(yàn)情況與有限元分析的方式比較分析

3.1 試驗(yàn)的情況說明

在分析汽車開閉件的情況時，對于鈑金件的處理采用測量的形式，對于鈑金件的處理是由經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員，通過觀察鈑金件的外觀、鈑金件的手感，對鈑金件的情況進(jìn)行總結(jié)分析，在實(shí)際的測量中對手感較差的部位進(jìn)行總結(jié)標(biāo)記。在實(shí)際的操作中所選用的工作人員很關(guān)鍵，一般對鈑金件情況十分了解，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析各項(xiàng)情況，分析測量點(diǎn)的位置。因?yàn)閷︹k金件十分了解，通過觸摸鈑金件判斷鈑金件的質(zhì)量，通過這樣的方式記錄手感較差以及測量值較低的地方。測量值來源于工作人員根據(jù)鈑金件的外觀進(jìn)行打分，在實(shí)際的操作中采用標(biāo)記的方式是為了便于測量，提升測量的效率。

3.2 測量所選用的方式

在操作中對外板剛度的測量主要需要的儀器有測力器、坐標(biāo)測量儀等[4]，根據(jù)標(biāo)注進(jìn)行使用，根據(jù)受力點(diǎn)進(jìn)行測量，因?yàn)槠嚨能嚿碜笥仪闆r一致，在測量中選擇測左邊情況或者右邊情況，決定一個測量點(diǎn)，根據(jù)這個測量點(diǎn)選擇出三個點(diǎn)，這三個點(diǎn)的距離與原測量點(diǎn)的距離為9-10mm之間選擇點(diǎn)。根據(jù)三點(diǎn)的坐標(biāo)情況進(jìn)行測量，明確三角形的平面，通過對操作中施加力與不施加力的情況進(jìn)行比較，記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過這樣的方式確定鈑金件的抗凹程度。

4 汽車開閉件屈曲、抗凹的改進(jìn)措施

通過采用試驗(yàn)方式及有限元分析的方式總結(jié)汽車開閉件屈曲、抗凹的情況，因?yàn)橥ㄟ^建立模型及試驗(yàn)的方式分析，存在的問題有引擎蓋的屈曲性會出現(xiàn)相對的位移情況，通過整改引擎蓋的中間部位，可以有效的提高屈曲性，符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；內(nèi)板與外板所使用膠水應(yīng)選擇用強(qiáng)度好的，對于外板可以增加震墊，通過這樣的操作提升抗凹性，保障汽車開閉件的屈曲、抗凹的性能。

5 結(jié)束語

通過對汽車開閉件屈曲、抗凹的情況進(jìn)行分析，為了改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，采用試驗(yàn)及有限元的方式進(jìn)行分析，通過分析在實(shí)際操作中完善出問題的地方，提高其性能，提升汽車每個環(huán)節(jié)的性能，通過改變厚度、選用合理的材料等方式，提升設(shè)計(jì)方案的可操作性。

[1] 魏樹森.汽車開閉件屈曲,抗凹分析研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2017,30(S1):142-144.

[2] 李石.轎車屈曲抗凹性能研究分析及優(yōu)化[C]中國汽車工程學(xué)會年會. 2016.96(6):150-151.

[3] 韋永平.乘用車側(cè)門及頂蓋抗擠壓性能分析及優(yōu)化[D].重慶理工大學(xué), 2014.36(8):210-211.

Study on Buckling and Concave Resistance of Automobile Opening and Closing Parts

Sun Yunliang, Lu Ping

( Xuzhou Xugong Automobile Manufacturing Co., Ltd., Jiangsu Xuzhou 221100 )

In the production and manufacture of automobiles, advanced technology should be constantly applied to improve the performance of all parts of the automobile, promote the safe use of automobiles by users, and reduce accidents caused by the problem of unqualified automobiles. As an important component of automobile, automobile opening and closing parts have a key impact on the performance of automobile. The stability of automobile opening and closing parts is mainly embodied by the buckling and concave resistance of the opening and closing parts. This paper mainly discusses the buckling and concave resistance analysis of the opening and closing parts of automobiles, so as to improve the stability of the opening and closing parts of automobiles and ensure the safe use of automobiles.

open and close parts; buckling and concave resistance; research and analysis

A

1671-7988(2019)03-177-02

U462

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1671-7988(2019)03-177-02

U462

孫運(yùn)良，男，籍貫：山東，本科，助理工程師，研究方向：汽車駕駛室設(shè)計(jì)。路平，女，江蘇，本科，助理工程師，研究方向：車輛技術(shù)工藝。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.059