前车门刚度分析
前门刚度分析报告
目录1. 分析目的 (2)2. 前门刚度分析模型建立 (2)3 前门刚度分析边界条件 (3)3.1 弯曲刚度计算工况 (3)4. 刚度分析结果 (4)4.1 前门弯曲刚度计算结果 (4)5. 前门刚度分析结果 (5)1. 分析目的车门是轿车的关键总成，除了保证外形美观以外，车门的开、关应可靠，为此，车门应有足够的刚度。
刚度不足，会导致车门局部区域出现大的变形，影响车门与门框的密封性，从而影响了车的正常使用。
本报告以长城汽车V22型轿车的背门为分析对象，利用有限元法，对其前门进行结构刚度分析，研究前门的变形情况，为前门的设计提供参考依据。
2. 前门刚度分析模型建立根据项目组提供的前门数模，对其进行10*10mm的面网格划分。
模型节点总数为59048个，单元总数为58035个。
前门有限元模型如图1所示图 1 前门刚度分析模型3 前门刚度分析边界条件根据前门的工作情况，可以把前门的载荷情况考虑为：弯曲载荷和扭转载荷,本文主要考虑弯曲载荷。
3.1 弯曲刚度计算工况约束：铰链处约束X、Y、Z方向的移动自由度和X、Y向的旋转自由度。
载荷：大小为735N；作用位置为：前门拉手位置，力的方向为Z 负方向，其中，XYZ为整车坐标系。
图2 弯曲刚度加载图4. 刚度分析结果前门刚度分析的目的是评价前门的弯曲和扭转刚度是否合理。
通过测量弯曲和扭转工况下前门相应部位的变形，来计算前门的弯曲和扭转刚度。
4.1 前门弯曲刚度计算结果前门弯曲刚度计算结果如下图所示：图4 弯曲工况变形云图在弯曲工况下，前门的变形图如图4所示，前门门锁处的变形为δ=7.137mm。
弯曲刚度＝F/δ=735/7.137= 103N/mm5. 前门刚度分析结果通过上述计算得前门的弯曲刚度为103N/mm。
乘用车车门静态刚度分析及改进的设计
乘用车车门静态刚度分析及改进的设计付景顺;宋萌;赵昕【摘要】以某款乘用车的前车门为例,应用CATIA软件建立前车门的三维几何模型,利用有限元理论与方法在Hypermesh中进行模型的简化和网格划分,利用Hypermesh和Nastran的接口,在Nastran中对前车门进行垂向刚度和扭转刚度分析,得到车门的Z向和Y向位移云图.仿真结果表明,该车门扭转刚度在正常范围内,垂向刚度过大,需要对刚度过大部分进行改进,改进后车门最大位移由原来的4.687mm降为2.430mm,垂向刚度值由原来的582N/mm降为302N/mm,满足了垂向刚度的要求.为车门的最初设计及改进提供参考.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2016(029)001【总页数】3页(P65-67)【关键词】车门;静态刚度;有限元;Hypermesh【作者】付景顺;宋萌;赵昕【作者单位】沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳110870;沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳110870;沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳110870【正文语种】中文【中图分类】U463.821车门是车身设计中非常重要，又相对独立的部件，由门外板、门内板、门窗框、门玻璃导槽、门铰链、门锁及门窗附件等组成。
作为一综合性的转动部件，车门和驾驶室一起形成乘员的生存空间，当车门闭合时，应具有良好的振动特性，足够的强度和刚度，耐冲击性能以及侧碰时的抗碰撞特性［1］。
车门刚度不足往往会使车门卡死、密封不严而导致的漏风、渗水等现象引起的车门变形量过大，还会产生车门的振动，带来噪声，降低乘坐车辆的舒适性，容易导致车门内部结构部件的疲劳损坏。
但是刚度过大又会使车辆发生侧向碰撞时车门不能有效吸收碰撞能量，产生较大的碰撞界面力和碰撞加速度等问题，对乘员造成较大伤害［2］。
因此，在设计车门时必须注意将车门的变形量控制在一定的范围内，即车门必须有一个合适的刚度和强度，同时在车门的制造过程中，车门工艺性好，易于车门附件的安装，外形与整车达到协调统一。
车门刚度试验报告
车门刚度试验报告一、试验内容测量车辆车门刚度。
二、试验目的确定车门的各工况下的刚度及强度。
三、试验仪器白车身及局部刚度实验台包括机械部分和电气部分两大部分。
1.机械部分✓加载装置✓摆角装置✓锁紧装置✓移动装置✓机架2.电控部分✓测力单元、显示器、计算机：测力单元接受力传感器的输出，在液晶显示器显示出来，根据满意程度选择保存或打印。
✓控制：开环和闭环控制。
✓6个采集箱：根据需要分别独立工作，一个采集箱采集10路变形。
四、试验数据采集1.试验步骤✓试验前检查设备情况，加润滑油✓将车门固定在试验台上✓确定测点位置，布置传感器✓连接各信号电源线、驱动器线、传感器线✓检测传感器与采集箱，确认连线均已正确连接✓接通电源，启动计算机，开始试验✓试验机可以正向或反向加载✓试验结束，退出程序，关闭计算机及其电源2.车门下垂刚度✓后固定车门及铰链处，在锁芯位置施加向下的载荷✓按照一定间距两侧布置位移传感器，得到左右变形平均值，预加载消除间隙，考虑减去预加载时的位移或力读数✓得到测点数据3.车门上扭刚度试验✓固定车门及铰链处，在车门窗上角施加y向500N力✓按照一定间距布置传感器，预加载消除间隙，考虑减去预加载时的位移或力读数✓得到测点数据4.下扭刚度试验✓固定车门及铰链处，在车下角施加y向900N力✓按照一定间距布置传感器，预加载消除间隙，考虑减去预加载时的位移或力读数✓得到测点数据5.窗框刚度试验✓固定车门及铰链处，窗上前角外板加载y向500N，窗上前角内板加载y 向500N窗上后角外板加载y向500N，窗上后角内板y向500N ✓按照一定间距布置传感器，预加载消除间隙，考虑减去预加载时的位移或力读数✓得到测点数据五、试验数据分析力与变形量数据采集最大形变在车门后部，达到1.31mm。
最大形变在车门右上角，达到12.92mm。
最大形变在车门中央，达到0.38mm。
最大形变在窗框左上角，达到8.47mm。
综上在上扭及窗框刚度试验时，形变最大，应予以注意。
前门刚度分析报告
前门刚度分析报告一、引言前门对于建筑物来说是十分重要的部分之一，它不仅承担着进出人流的功能，还会受到自然力和人为力的作用，因此对前门的刚度进行分析和评估具有重要意义。
本报告旨在对某建筑物的前门进行刚度分析，为改进门的设计和提供合理的设计建议。
二、分析方法我们采用了静力学的方法来对前门的刚度进行分析。
基本假设是门扇、门框和门槛均为刚体，并且门扇与门框之间的接触是光滑的。
考虑到门受到的力主要是垂直于门扇的力和平行于门扇的力，我们分别进行了垂直刚度和平行刚度的分析。
三、垂直刚度分析垂直刚度主要衡量门扇在垂直方向上的位移和受力情况。
我们假设门扇上的所有力均作用在门扇的中点位置，并通过应力分析来计算门扇在垂直方向上的刚度。
根据我们的计算结果，门扇的垂直刚度为X N/m，表明在受到垂直力的作用下，门扇的位移量相对较小，相应的刚度较高。
四、平行刚度分析平行刚度主要衡量门扇在水平方向上的位移和受力情况。
我们通过建立门扇与门框之间的平行刚性连接来分析门扇在水平方向上的刚度。
根据我们的计算结果，门扇的平行刚度为Y N/m，表明在受到水平力的作用下，门扇的位移量相对较小，相应的刚度较高。
五、综合评价和建议综合考虑垂直刚度和平行刚度的分析结果，我们认为当前的前门设计在刚度方面具有良好的性能。
门扇能够在受到一定力的作用下保持相对稳定的位移情况，不易产生过大的变形或变形不均。
然而，在实际使用中仍然需要注意以下几点：1. 加强门扇与门框之间的密封性：门扇与门框之间的密封性能对于门的隔音、防风和保温效果非常关键。
在设计和制作过程中应该注重门扇与门框的配合精度，以保证密封性能的有效发挥。
2. 增加门扇材料的强度：虽然当前设计的门扇具有较高的刚度，但是在面对某些极端力的作用下仍然可能发生变形或破坏。
因此，在门扇材料的选择上应该倾向于选用高强度、耐磨损的材料，以提高门的稳定性和使用寿命。
3. 配备合适的门闭器：门闭器是保证前门关闭的重要装置，它能够使门扇自动关闭并确保门的密封性。
前门刚度分析报告
目录1. 分析目的 (2)2. 前门刚度分析模型建立 (2)3 前门刚度分析边界条件 (3)3.1 弯曲刚度计算工况 (3)4. 刚度分析结果 (4)4.1 前门弯曲刚度计算结果 (4)5. 前门刚度分析结果 (5)1. 分析目的车门是轿车的关键总成，除了保证外形美观以外，车门的开、关应可靠，为此，车门应有足够的刚度。
刚度不足，会导致车门局部区域出现大的变形，影响车门与门框的密封性，从而影响了车的正常使用。
本报告以长城汽车V22型轿车的背门为分析对象，利用有限元法，对其前门进行结构刚度分析，研究前门的变形情况，为前门的设计提供参考依据。
2. 前门刚度分析模型建立根据项目组提供的前门数模，对其进行10*10mm的面网格划分。
模型节点总数为59048个，单元总数为58035个。
前门有限元模型如图1所示图 1 前门刚度分析模型3 前门刚度分析边界条件根据前门的工作情况，可以把前门的载荷情况考虑为：弯曲载荷和扭转载荷,本文主要考虑弯曲载荷。
3.1 弯曲刚度计算工况约束：铰链处约束X、Y、Z方向的移动自由度和X、Y向的旋转自由度。
载荷：大小为735N；作用位置为：前门拉手位置，力的方向为Z 负方向，其中，XYZ为整车坐标系。
图2 弯曲刚度加载图4. 刚度分析结果前门刚度分析的目的是评价前门的弯曲和扭转刚度是否合理。
通过测量弯曲和扭转工况下前门相应部位的变形，来计算前门的弯曲和扭转刚度。
4.1 前门弯曲刚度计算结果前门弯曲刚度计算结果如下图所示：图4 弯曲工况变形云图在弯曲工况下，前门的变形图如图4所示，前门门锁处的变形为δ=7.137mm。
弯曲刚度＝F/δ=735/7.137= 103N/mm5. 前门刚度分析结果通过上述计算得前门的弯曲刚度为103N/mm。
某suv左前车门静态刚度的有限元分析
基金项目：北京市属高等学校高层次人才引进与培养计划项目（CIT&TCD20130328）；北京市教委科研基地建设项目（PXM2014_014224_000065）某SUV 左前车门静态刚度的有限元分析许佳斌，张瑞乾，曹国栋（北京信息科技大学机电工程学院，北京100192）0引言车门作为车身结构的重要组成部件，其通过铰链与车身连接，与车身一起为乘客提供安全的乘坐空间。
车门主要由车门外板、车门内板、窗框加强板、门锁加强板、铰链安装板、防撞杆和铰链等组成［1］。
车门刚度是车门设计中的重要参数之一，直接影响整车的舒适性和安全性［2-3］。
因此，在汽车开发设计阶段，应根据试验数据对车门结构中存在的问题进行优化处理，从而提高产品整体的质量和性能。
本文利用有限元方法，通过计算机仿真对某款SUV 前车门的模态、下沉刚度、扭转刚度进行了分析与计算，发现车门结构设计中存在的问题，为提高车门性能提供了参考依据。
1建立车门有限元模型首先，在CATIA 软件中，根据车门的设计尺寸建立车门的三维几何模型，如图1所示，然后导入到有限元分析软件HyperMesh 中进行几何修复，对于车门结构的变形和应力分布影响很小的某些功能件和非主要承载件进行模型的简化，如忽略直径小于16mm 的圆孔、半径小于5mm 的过渡圆角和倒角，以此获得较好的网格质量，提高求解精度。
前车门所有薄板冲压成型件均采用四边形Quads 和三节点三角形Trias 壳单元，单元尺寸控制在4~17mm ，平均单元尺寸控制在10mm ，壳单元共14749个，三角形单元1025个，占6.95%（<8%）；采用刚性的RBE2单元模拟焊点，weld 焊点共87个，同时用Rigid 模拟螺栓连接，刚性连接点共145个，最后定义各零件的材料属性［4］。
建立的车门有限元模型如图2所示。
2车门静态刚度有限元分析2.1车门自由模态分析左前车门作为整车中非常重要的一个结构部件，在设计时，其一阶固有频率应该避开道路激励频率、传动轴激励频率以及发动机激励频率，从而避免发生共振，产生振动噪声，影响乘员舒适性。
车门静态刚度的有限元分析_刘吉明
内板后端下角 施加 183 N 的 Y
向节点力
3. 30 mm 3. 02 mm
图 3 车门有限元模型
2 种工况的 Y 向位移云图如图 5 和图 6 所示.
2 车门静态性能计算与分析[3 - 10]
把离散后的模型导入 MSC. Patran/ Nastran 中 进行各性能分析. 2. 1 车门自由模态分析
如果风机的高效区在小流量区域 ,随着流量 的增加风机效率是逐渐降低的 ,那么采用阀门调 节法从 100 %Q 开始调小风机流量时 ,风机的运行 效率是增大的 ,式 (7) 中 ηB > ηC , 这时 PS 可能是 负的 ,即采用变频调速有可能比阀门调节更耗能. 这时用户可以根据实验数据 , 按式 (7) 来判断节能 效果的好环 ,从而决定是否采用变频调速法 , 否则 也可能达不到节能的目的.
本研究对某款车左侧前车门利用有限元法进 行静刚度分析 ,对车门作如下简化 :
1) 忽略内饰板 、车窗玻璃等部件 ; 2) 省略车门把手 、车门锁 、铰链等结构 ,铰链 处仅用简化的约束代替. 1. 1 模型的导入和几何清理 车门 CAD 模型由厂家提供 , 导入 HyperMesh 中进行网 格 划 分. 有 限 元 分 析 对 模 型 的 要 求 和 CAD 模型不同. CAD 模型需要精确的几何表述 ,包 含有很多的几何细节特征 ,如圆角 、小孔等. 而这 些细节在有限元分析时 ,需要用很小的单元才能 精确描述 ,这将导致求解时间过长. 因此 ,在有限 元分析时 ,需要简化掉一些细节信息 ,以便于网格 划分和计算分析[2 ] . 此外 ,CAD 模型导入 HyperMesh 后 ,产生了一 些几何信息错误 ,如导入的曲面存在一些缝隙 、重 叠 、边界错位等缺陷 ,直接进行网格划分会导致网 格质量低下 ,影响求解精度. 所以 ,在导入 CAD 模型后 ,要进行必要的几何 清理 ,改正导入的模型所存在的缺陷 ,清除不必要 的细节 ,形成一个简化的模型 , 以便进行网格划 分 ,获得较好的网格质量 ,提高计算精度. 几何清理前后的车门内板如图 1 和图 2 所示.
乘用车车门刚度分析规范
精选文档Q/JLY J711 -2008乘用车车门刚度CAE分析规范编制：校对：审核：审定：标准化：批准：浙江吉利汽车研究院有限公司前言为了给新车型开发提供设计依据，指导新车设计，评估新车结构性能，结合本企业实际情况，制定出乘用车车门刚度CAE分析规范。
本规范由浙江吉利汽车研究院有限公司提出。
本规范由浙江吉利汽车研究院有限公司工程分析部负责起草。
本规范主要起草人：李慧梅。
本规范于2008年8月20日发布并实施。
1 范围本规范规定了乘用车车门刚度CAE分析的软件设施、硬件设施、时间需求、输入条件、输出物、分析方法、分析数据处理及分析报告。
本规范适用于乘用车车门刚度CAE分析。
2 软件设施乘用车车门刚度CAE分析，软件设施包括以下内容：a)前处理软件，主要用于有限元网格建模的软件，采用ALTAIR/HYPERMESH；b)后处理软件，主要用于分析结果查看的软件，采用ALTAIR/HYPERVIEW；c)求解器软件，主要用于求解的软件，采用MSC/NASTRAN。
3 硬件设施乘用车车门刚度CAE分析，硬件设施包括以下内容：a)前、后处理计算机硬件：HP或Dell工作站；b)求解计算机硬件：HP或Dell工作站。
4 时间需求4.1 前处理时间a)无车门有限元模型，完成车门有限元建模，一般需要6～8工作日/1人；b)存在完整正确的开启件模型，模型前处理一般需要0.5～1工作日/1人。
4.2 求解时间计算过程中无错误中断，在高配置计算机如DELL或HP工作站上求解时间大约为0.3～0.5小时/次，通常模型调整需要计算3次以上。
4.3 后处理时间后处理时间包括刚度计算，结构合理性评估，分析报告的编写等，一般需要1～2个工作日/1人。
4.4 总时间计算完成一个车门的刚度CAE分析需要的时间如下：a)无车门有限元模型，完成车门刚度CAE分析，需要8～10工作日/1人。
b)存在完整正确的车门模型，完成车门刚度CAE分析，需要2～3工作日/1人；5 输入条件乘用车车门刚度CAE分析的车门3D几何模型，数据要求如下：a)车门各个零件的厚度或厚度线；b)车门几何焊点数据；c)车门几何胶粘数据；d)车门3D CAD数据中无明显的穿透或干涉；e)车门各个零件的明细表。
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工况2，加载点在外板的投影点Y向位移为2.013mm，目标值为<7mm，满足要求；
加载点的Y向刚度为490.7N/mm，目标值为>129N/mm，满足要求
6
3、前车门框架刚度分析 边界条件
在铰链处采用1-6约束 在锁扣支柱边缘，C线以下35mm、T 线以上35mm以及C线和T线中间位 置采用1-6约束
表1 材料参数表
材料 STEEL GLASS GLUE 弹性模量（MPa） 2.10E+05 7.40E+04 1515 泊松比 0.30 0.22 0.41 密度（Ton/mm3） 7.90E-09 2.50E-09 1.40E-09
4
2、前车门扭转刚度分析 边界条件
在铰链处采用123456约束 在锁心处采用123约束
模型文件
基础模型 前一版本报告号
协作单位/人员
报告完成/人员
分析所用时间
2
目
录
1、有限元模型介绍-----------------------------------------4 2、前车门扭转刚度分析-------------------------------------5 3、前车门框架刚度分析-------------------------------------7
载荷
施加1G的重力加速度
9
4、车门自重分析
锁芯最大Z向位移为0.778mm，目标值为<0.8mm，满足要求
10
11
前车门刚度分析
报告题名 车型/机种 报告版本
前车门刚度分析
适应标准 报告分类 Structure 解算软件版本 NASTRAN V2010 FrontDoor_in_white_stiffness.bdf frontdoor_in_white_stiffness.op2 Frontdoor_sealforce.bdf frontdoor_sealforce.op2 Frontdoor.nas 总页数 分析类型
200N
250N
载荷
工况1在lock pillar处的25×25mm区 域抓取RBE2，加载该区域法向200N 的力； 工况2在hinge pillar处的25×25mm 区域抓取RBE2，加载该区域方向 250N的力；
Spc1-6
7
3、前车门框架刚度分析 分析结果
工况1 局部坐标系下，加载点在外板的投影点Y向位移为3.976mm，目标值为<5mm，满
足要求；加载点的Y向刚度为52.3N/mm，目标值为>40N/mm，满足要求
工况2 局部坐标系下，加载点在外板的投影点Y向位移为4.789mm，目标值为<5mm,满 足要求；加载点的Y向刚度为51.66N/mm，目标值为>50N/mm，满足要求
8
4、车门自Байду номын сангаас分析 边界条件
在与车身连接处采用1-6约束 局部坐标系下在锁心处采用的2约束 车门开启至锁心移动200MM处
4、车门自重分析-------------------------------------------9
3
1、有限元模型介绍
DOOR IN WHITE的FEM重量为19.87Kg； DOOR IN WHITE模型单元数为67986； 前车门的焊点用ACM模拟； 前车门的粘胶用SOLID单元模拟； 螺栓连接用RBE2单元模拟； 本次分析的主要材料如下表1所示。
载荷
工况1在rear belt处的25×25mm区域 抓取RBE2，加载全局坐标系Y方向 900N的力； 工况2在rear rocker处的25×25mm区 域抓取RBE2，全局坐标系Y方向 900N的力；
900N
900N
5
2、前车门扭转刚度分析 分析结果
工况1，加载点在外板的投影点Y向位移为1.519mm，目标值为<10mm，满足要求； 加载点的Y向刚度为676N/mm，目标值为>90N/mm，满足要求