4.车身(车门)课程设计
小车车身教学设计方案

一、教学目标1. 知识目标:- 了解小车车身的基本结构、材料及功能。
- 掌握小车车身设计与制作的基本原理和方法。
2. 技能目标:- 学会使用常用工具和设备进行小车车身的制作。
- 能够独立完成小车车身的设计与制作。
3. 情感目标:- 培养学生对汽车工程领域的兴趣和热情。
- 增强学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容1. 小车车身概述- 小车车身的定义、分类及功能。
- 小车车身的材料及特性。
2. 小车车身设计- 设计原则与要求。
- 设计软件的使用(如CAD、SolidWorks等)。
- 车身造型设计、尺寸计算与结构分析。
3. 小车车身制作- 常用工具和设备的使用方法。
- 车身零件的制作与加工。
- 车身装配与调试。
4. 小车车身性能测试- 测试方法与设备。
- 性能指标分析。
三、教学过程1. 导入- 通过图片、视频等形式展示各种小车车身,激发学生的学习兴趣。
2. 讲授- 讲解小车车身的基本知识,包括结构、材料、设计原则等。
3. 实践操作- 学生分组,每组选用不同的设计软件进行车身设计。
- 指导学生使用常用工具和设备进行车身制作。
4. 作品展示与评价- 学生展示自己的作品,互相评价。
- 教师进行总结性评价,指出优点和不足。
5. 小车车身性能测试- 学生分组进行性能测试,记录数据。
- 分析测试结果,总结经验。
四、教学评价1. 课堂表现评价- 参与度、积极性、合作精神等。
2. 作品评价- 设计创意、制作工艺、性能表现等。
3. 成绩评定- 综合课堂表现、作品评价和测试成绩,给出最终评分。
五、教学资源1. 教材与参考书- 《汽车车身工程》、《汽车制造工艺》等。
2. 设计软件- CAD、SolidWorks等。
3. 工具与设备- 电钻、锯、砂纸、车床、焊接设备等。
4. 网络资源- 汽车工程领域的相关网站、论坛等。
六、教学反思在教学过程中,教师应不断反思教学效果,调整教学方法和策略,以适应学生的学习需求。
同时,鼓励学生积极参与实践,提高他们的动手能力和创新意识。
车身课程设计

车身课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握车身的基本结构、设计原理和制造工艺,培养学生的空间想象能力和创新能力,提高学生的实践操作能力,使学生在学习过程中形成良好的工程素养和审美观念。
1.了解车身的基本结构及其功能。
2.掌握车身设计的基本原理和流程。
3.熟悉车身制造的主要工艺和方法。
4.能够运用所学知识分析和评价车身设计。
5.能够运用现代设计软件进行车身造型设计。
6.能够参与车身制造的实践操作。
情感态度价值观目标:1.培养学生的团队协作精神和责任感。
2.培养学生对汽车文化的认识和热爱。
3.培养学生关注社会发展和绿色环保的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括车身结构、车身设计原理、车身制造工艺三个部分。
1.车身结构:介绍车身的基本构成,包括车身框架、车身覆盖件、车身附件等,以及各部分的功能和作用。
2.车身设计原理:讲解车身设计的基本原则,如安全性、舒适性、经济性、美观性等,以及车身造型设计的方法和技巧。
3.车身制造工艺:介绍车身制造的主要工艺,如冲压、焊接、涂装、总装等,以及各种工艺的特点和应用。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
1.讲授法:用于传授车身结构、设计原理和制造工艺等基本知识。
2.案例分析法:通过分析典型车身设计案例,使学生更好地理解和掌握设计原理和方法。
3.实验法:学生参观车身制造生产线,亲身体验车身制造的各个环节,提高学生的实践操作能力。
4.讨论法:鼓励学生就车身设计、制造等方面的问题进行讨论,培养学生的创新思维和团队协作精神。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:《车身设计基础》、《车身制造工艺》等。
2.参考书:提供相关的专业书籍,供学生拓展阅读。
3.多媒体资料:制作课件、视频等,用于辅助教学。
4.实验设备:学生参观车身制造实验室,使用实验室的设备进行实践操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
车门开闭机构课程设计

车门开闭机构课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握车门开闭机构的基本原理、结构和设计方法。
通过本课程的学习,学生将能够:1.描述车门开闭机构的主要组成部分及其功能。
2.解释车门开闭机构的工作原理。
3.分析车门开闭机构的设计要素。
4.应用基本的工程计算和绘图技巧,对车门开闭机构进行简单的分析和设计。
5.培养学生的工程思维和问题解决能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.车门开闭机构的概述:介绍车门开闭机构的定义、分类和应用。
2.车门开闭机构的工作原理:讲解各种车门开闭机构的工作原理和特点。
3.车门开闭机构的设计方法:介绍车门开闭机构的设计流程和方法。
4.车门开闭机构的分析与评估:学习如何对车门开闭机构进行分析、评估和优化。
5.车门开闭机构的案例研究:分析实际案例,了解车门开闭机构在实际应用中的表现和问题。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:讲解车门开闭机构的基本原理、结构和设计方法。
2.讨论法:学生进行小组讨论,分享学习心得和经验。
3.案例分析法:分析实际案例,让学生了解车门开闭机构在实际应用中的表现和问题。
4.实验法:安排实验课程,让学生亲自动手操作车门开闭机构,加深对知识的理解和记忆。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供全面、系统的知识体系。
2.参考书:提供相关的参考书籍,拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料:制作精美的PPT、视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:准备相关的实验设备,让学生能够亲身体验车门开闭机构的工作原理和设计方法。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等环节,评估学生的学习态度和积极性。
2.作业:布置相关的作业,评估学生的理解和应用能力。
3.考试:进行期中和期末考试,全面评估学生的知识掌握和应用能力。
车身课程设计

机械工程系课程设计说明书课程名称:汽车车身造型与设计题目名称:轿车车身造型与设计年级专业及班级:姓名:学号:指导教师:评定成绩:教师评语:指导老师签名:20 年月日目录课程设计任务书 (1)摘要 (3)关键词 (3)1轿车的外观设计 (4)1.1查找资料 (4)1.2导入光栅 (4)1.3前围曲面创建 (7)1.4后围曲面创建 (9)1.5车门曲面创建 (10)1.6车顶曲面创建 (11)1.7曲面分析以及修整 (13)1.8前后翼子板创建 (17)1.9车身修饰件创建 (19)2转向盘的外观设计 (22)3座椅的外观设计 (23)4效果图 (25)设计心得 (30)致谢 (31)参考文献 (32)《汽车车身造型与设计》课程设计任务书学年学期:2010-2011第1学期专业班级:2007级车辆工程(1)班指导教师:袁志群、洪汉池、许建民设计时间:17-18周(2010.12.20-2010.12.31)学时周数:2周一、设计目的通过本次课程设计使学生了解汽车车身造型设计的程序,理解汽车车身造型设计的基本原理和方法,掌握汽车造型设计中的美学、空气动力学以及人机工程学的一般知识。
同时培养学生的动手能力和分析能力,为以后从事汽车车身设计打下坚实的基础。
二、设计任务及要求根据表中车身尺寸参数完成轿车车身造型设计任务,达到以下要求:参考车型:奥迪R8长×宽×高(mm) 4431×1904×1249轴距(mm) 2650轮距(mm) 1632/1593前悬/后悬(mm) 自定接近角/离去角(°) 自定车门数(个) 2座位数(个) 2轮胎规格235/35R191.熟练掌握CAD软件;2.根据跑车车身布置特点,完成车身三维造型;3.完成室内地板设计与布置、驾驶员和乘员座椅的设计与人机工程布置;4.完成整车渲染效果图和车身总布置图。
三、设计时间进度安排12月20日:任务下达以及查找资料;12月21日-12月29:车身三维造型设计、室内地板设计与布置、驾驶员和乘客座椅设计与布置;12月30日-12月31:完成设计报告。
车身结构课程设计

车身结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握车身结构的定义、分类及各部分功能,理解车身结构与车辆性能之间的关系。
2. 使学生了解车身设计的基本原则,掌握车身设计的基本流程和关键参数。
3. 帮助学生了解不同类型车身结构的优缺点,能够分析其在实际应用中的适应性。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析车身结构的能力,能够对给定车型进行结构分析。
2. 培养学生运用车身设计原则和方法,设计简单的车身结构,提高创新实践能力。
3. 培养学生通过查阅资料、团队合作等方式,解决实际车身结构问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对车身结构的兴趣,培养其探索精神,提高学习积极性。
2. 培养学生关注车身结构在环保、安全等方面的意义,增强社会责任感。
3. 引导学生认识到团队合作的重要性,培养合作精神和沟通能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为汽车工程专业课程,旨在帮助学生掌握车身结构的基本知识,培养其实践能力。
学生处于大学二年级,已具备一定的基础知识,具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求注重理论与实践相结合,强调学生的主体地位,注重培养学生的创新能力和实际操作能力。
课程目标分解:1. 掌握车身结构基础知识,能进行车身结构分类及功能分析。
2. 学会运用车身设计原则,完成简单车身结构设计。
3. 能够分析不同类型车身结构的优缺点,并在实际应用中进行选择。
4. 培养学生的团队合作意识,提高沟通与协作能力。
5. 增强学生对车身结构在环保、安全等方面的认识,提高社会责任感。
二、教学内容1. 车身结构概述- 车身结构定义及分类- 各类车身结构的功能特点2. 车身结构与性能关系- 车身结构对车辆性能的影响- 车身结构设计原则3. 车身设计流程与方法- 车身设计基本流程- 车身设计关键参数- 车身设计常用方法4. 车身结构分析- 车身结构受力分析- 车身结构优化方法5. 车身结构实例分析- 常见车身结构案例分析- 各类车身结构优缺点对比6. 车身结构设计实践- 简单车身结构设计方法- 设计实践案例7. 车身结构新技术与发展趋势- 新材料在车身结构中的应用- 车身结构轻量化技术- 车身结构智能化发展趋势教学内容安排与进度:第1-2周:车身结构概述及功能特点第3-4周:车身结构与性能关系、设计原则第5-6周:车身设计流程与方法第7-8周:车身结构分析第9-10周:车身结构实例分析第11-12周:车身结构设计实践第13-14周:车身结构新技术与发展趋势教材章节关联:《汽车工程》第3章 车身结构设计《汽车车身结构与设计》第1-5章三、教学方法1. 讲授法:通过系统的讲解,使学生掌握车身结构的基本概念、设计原则及方法。
汽车车身教案

汽车车身的主要结构形式
一、乘用车车身
乘用车车身分为非承载式和承载式两种类型。早期轿车车身大都采用非承载式车身,20世纪80年代后期,轿车车身的结构转向以承载式车身结构为主。下面以承载式车身结构为例加以介绍。
长头式驾驶室可分为前后两个部分:车头和驾驶室主体。车头部分的发动机罩根据开启方式不同可分为鳄口型和车头反转型两种。鳄口型车头的整体性能好,但开启后发动机室的敞口小;翻转型车头较好地解决了前述所在的问题,但也存在碰撞事故后波及范围大、修理难度高的不足。这两种车型的驾驶室主体部分在结构上区别不是很大,差别突出反映在驾驶室的车前钣金件上。
车厢前端的防护架也是栏板式车厢的组成部分,它与车厢底板固定在一起,防止货物在运输中前移而危及驾驶室。
(3)厢式
车厢利用型材或冲压的构件制成框架,在覆蒙皮形成封闭壳体,主要运送特定的货物。为提高强度和使蒙皮不致产生振动,几乎所有表面都制成纹筋,加之与底板刚性连接,使整个壳体具有很大的刚度和承载能力。
三、客车车身
授课班级
授课课时
授课形式
授课章节名称
第五章汽车车身
教学目标
了解汽车车身的分类和作用;掌握乘用车车身的结构形式、货车车身的结构形式;了解车门的类型,掌握车门的结构
教学重点
掌乘用车车身的结构形式、货车车身的结构形式;车门的结构
教学难点
掌乘用车车身的结构形式、货车车身的结构形式;车门的结构教学ຫໍສະໝຸດ 段讲授法、图例讲解、小组讨论
大中型客车的车身一般都采用骨架式结构,广泛使用的有非承载式车身的半承载式车身。
《汽车车身修复技术》课程设计

《汽车车身修复技术》课程设计一、课程基本信息1.课程名称:汽车车身修复技术2.课程类别:专业核心课3.学时:724.应用专业:汽车检测与维修技术二、课程定位《汽车车身修复技术》是汽车检测与维修技术维修技术专业教学团队在调研汽车售后服务行业、企业的工作岗位、工作任务,以及已毕业学生就业岗位的基础上,整合优化工作岗位的工作任务,结合学校教学特点,而开发的汽车车身维修技术专业的核心课程之一。
《汽车车身修复技术》主要培养学生掌握事故车钣金及附件拆装、车身维修操作安全、车身钣金件损伤分析及修复和覆盖件的精修等工作任务所开设的等方面的知识和技能。
《汽车车身修复技术》以汽车车身维修中的《车间安全与车身维修常用工具使用》、《汽车系统及零部件识别》和《汽车电路系统初级维护》等课程为基础,又和后续《汽车车身车架大修》、《汽车电路系统初级维护》和《顶岗实习》等综合实践课程融为一体,共同培养学生专业核心知识与技能。
三、课程目标依据汽车车身维修技术专业毕业生的工作岗位:汽车钣金、汽车油漆、汽车美容护理、汽车查勘定损、二手车评估、汽车质检和汽车配件管理等岗位的工作任务,参照汽车钣金工、汽车油漆工、汽车维修工等技能工种的职业标准,确定了课程目标。
课程目标是:学生通过学习,能够根据常见车身结构的特点、钣金件成型工艺、车身常见外围板件的手工及整形机维修工作过程等知识,能根据污车身损伤情况和修复工作的需要,选择合适、经济的维修工具和设备,实施维修操作及相关服务。
在学习过程中,逐渐培养学生积极进取、吃苦耐劳、敬业爱岗、安全操作的职业精神以及诚实守信的职业道德,为今后胜任工作和职业持续发展奠定良好的职业素养。
四、内容设计依据课程目标,培养学生的创新能力,在教学中运用“弹性、自治、学习者中心”的基本理念,设计职业能力系统化课程体系,依据岗位能力标准设计课程内容。
课程内容按照工作过程一体化设计,包括认识汽车车身结构、实施车身钣金基本操作工艺、实施车身金属板件修复、实施车身覆盖件精修学习情境单元。
车身设计课程设计

车身设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握车身设计的基本概念,理解车身结构与功能的关系;2. 使学生了解车身设计的发展历程,认识不同时期车身设计的特点;3. 帮助学生了解并掌握车身设计的基本原则和设计方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行车身创意设计的能力;2. 培养学生运用绘图软件进行车身设计表达的能力;3. 提高学生团队协作、沟通表达和解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对车身设计的兴趣,激发创新意识;2. 培养学生关注环保、节能、安全等社会热点问题,将绿色设计理念融入车身设计;3. 引导学生树立正确的审美观念,培养良好的审美情趣。
课程性质分析:本课程为专业选修课,适用于对汽车设计有一定兴趣和特长的学生。
课程内容紧密结合实际,注重理论与实践相结合。
学生特点分析:学生具备一定的汽车基础知识,对车身设计有一定了解,但对专业设计方法和软件操作相对陌生。
学生具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求:1. 注重启发式教学,引导学生主动探究和思考;2. 结合实际案例,提高学生的设计实践能力;3. 强化团队协作,培养学生良好的沟通能力和合作精神。
二、教学内容1. 车身设计基本概念:介绍车身设计的定义、分类及其与汽车性能的关系,分析车身设计的基本要素和设计流程。
教材章节:第一章 车身设计概述2. 车身设计发展历程:讲解国内外车身设计的发展趋势,分析各时期车身设计的特点及影响因素。
教材章节:第二章 车身设计发展简史3. 车身设计原则与方法:阐述车身设计的基本原则,介绍常用的设计方法和设计技巧。
教材章节:第三章 车身设计原则与方法4. 车身设计实践:结合实际案例,指导学生进行车身创意设计,运用绘图软件进行设计表达。
教材章节:第四章 车身设计实践5. 车身设计评价:介绍车身设计评价的标准和方法,分析优秀车身设计作品的优点。
教材章节:第五章 车身设计评价6. 绿色车身设计:讲解绿色设计理念,探讨环保、节能、安全等因素在车身设计中的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
汽车车身结构与设计课程设计题目基于ANSYS的轿车车门建模及有限元分析班级06机械设计制造及其自动化(现代汽车技术)姓名学号指导教师第1章车门结构及其简化模型1.1 研究对象研究对象是现代轿车普遍采用的整体式车门,前门门体。
简化的车门模型是一种假设,对这一假设进行基于ANSYS的有限元分析,检验该车门结构设计的合理性、可靠性以及是否满足各项技术性能的要求,为车门结构设计和优化提供思路和参考依据。
1.2简化原则和步骤原则:(1)尽量减小建模的复杂度;(2)尽量不引起结构的刚度改变。
步骤:(1)将对于结构刚度影响较小的附件除去,减少的重量用施加的力补上。
(2)简化复杂结构。
1.3 车门结构及其简化模型车门系统的组成:门体、车门附件和车门内饰件。
门体包括:内板、外板、加强板、抗侧撞梁、门框等,如图2-1所示。
图1-1 门体结构A-内板总成 B-外板总成 C-前门体总成1-外板 2-内板 3-前、后玻璃导轨 4-上、下铰链加强板5-抗侧撞梁 6、7-内、外板加强板1. 内板(如图1-1中2和图1-2中3所示)作用和要求:内板几乎是所有车门附件的安装体,是车门的重要支撑板件。
为了保证车门附件安装位置的精度要求和车门周边的密封间隙要求,车门内板应具有足够的刚度。
材料和制造:一般采用0.7~0.85mm的薄钢板拉深成形。
内板周边需冲压出凸边、加强肋或使用加强板焊于母板上。
简化:内板J平面上需冲压出各种形状的凸台、窝穴、手孔和安装孔等。
较大的孔一般会安装上其他装置,刚度并没有因为开孔降低很多,所以这里,直接将孔除去,为了加强J面的刚度,做了一个内凹。
采用厚度为1mm碳钢板。
简化后的内板如图1-3所示。
图1-2 内板、J平面和窗台截面1-车门外板 2-内、外加强板 3-车门内板 4-窗框a-玻璃厚度 b-腰线到玻璃的距离 c金属到玻璃的距离d-腰线上的点 e-内饰板厚度 f-内腰带梁截面宽a) 内侧视图 b) 外侧视图图1-3 内板简化模型(2)外板(如图1-1中1和图1-2中1所示)作用和要求:外形和制造的表面质量必须符合车身造型的要求;轻量化和侧面碰撞安全性又要求车门外板应具有足够的强度。
材料和制造:由厚度为0.65~0.85mm的薄钢板冲压成形。
简化:采用厚度为2mm碳钢板。
简化后的外板如图1-4所示。
图1-4外板简化模型(3)加强板(如图1-1中4、6、7和图1-2中2所示)作用和要求:用以提高附件安装部位的刚度和链接强度。
例如,在门体安装铰链和车门开度限位器或安装玻璃升降器底板等部件处焊有加强板,以便将较大的局部负荷有效地传到车门内板的较大面积上;又如,为加强车门腰线处车门窗台的刚度,以保证车门内、外板之间的装配关系,并使玻璃密封性良好,一般在车门窗台处内、外板的内侧分别焊装横向加强板,形成封闭或开口截面的内、外腰带梁。
材料和制造:1.2~1.6mm的钢板冲压成形,后焊接在门体上。
简化:内板加强板,采用厚度为2mm的碳钢板,焊接在内板外侧。
外板加强板,采用厚度为2mm的碳钢板,焊接在内板外侧。
铰链加强板,采用厚度为5mm的碳钢板,焊接在内板外侧。
简化后的加强板如图1-5和图1-6所示。
a) b) c)图1-5 加强板简化模型a)内板加强板b)外板加强板c)铰链加强板a)侧面视图 b)截面视图图1-6 加强板在内板中的布置 (4)抗侧撞梁(如图1-1中5和图1-7所示)作用和要求:现代轿车对于抗侧撞性能的要求。
材料和制造:可以是圆管,也可以是高刚度钢板冲压成形的异型截面梁,截面厚度在33~36mm 。
两端通过链接件焊接在门内板上。
简化:采用厚度为2mm 的碳钢板冲压而成,采用异型截面,焊接在内板上,如图1-8和图1-9所示。
图1-7 抗侧撞梁的截面形式1-抗侧撞梁 2-玻璃 3-门外板 4连接件图1-8 抗侧撞梁简化模型图1-9 抗侧撞梁在内板中的布置5)窗框(如图1-2中4和图1-10所示)车门结构按照窗框的形式,可分为无窗框结构、组装式窗框结构、整体式结构(如图1-10所示)和玻璃布置在窗框外侧的结构。
本文只研究现代轿车普遍采用的整体式车门。
作用和要求:玻璃密封条的布置和固定;刚度要求和密封性能的要求。
材料和制造:整体式结构的窗框的内、外板是分别与门的内、外板一体冲出的。
简化:将车门玻璃除去,本文不考虑玻璃的影响。
简化后的窗框如图1-11所示。
图1-10 整体式车门a) b) c)图1-11 窗框简化模型a)内侧视图b)外侧视图c)截面图车门附件包括:铰链和限位系统、锁和锁闩系统、密封系统、玻璃升降系统、外侧后视镜等。
铰链、锁和锁闩系统(如图1-12所示)作用和要求:整个车门的重量及任何作用在车门上的力,在车门关闭的状态下,是由两个铰链、门锁及固定在车身门柱上的锁闩系统来支承;而在车门打开时,则全由铰链支承。
实际车门的下垂,通常是由于在载荷作用下,铰链与车身或车门的连接部位发生变形所致。
材料和制造:现代轿车广泛采用合页式铰链,两个合页分别固定在车门和车身门柱上,合页之间用销轴定位和连接。
简化:采用合页式铰链。
车门的最大开度65°。
除去锁和锁栓系统。
简化后的铰链模型如图1-13所示。
图1-12 合页式上、下铰链图1-13 铰链简化模型1-车门合页 2-连杆 3-二力构件4-门柱合页 5-弹簧 6-铰链轴线简化的车门模型装配图如图1-14所示。
模型的轮廓尺寸如图1-15所示,详细的尺寸可以在ANSYS命令流中获得,这里不赘述。
图1-14 车门简化模型图1-15模型轮廓尺寸第2章在ANSYS中建立车门模型2.1 关于单位、正负和方向为了保证单位统一,列出本文所用到的所有单位,如表2-1所示。
后文各项数据将不再标出单位。
表2-1 单位正负和方向都取决于ANSYS中的坐标系。
2.2 单元类型的确定对于钣金件,比较适用的是shell(壳)单元,可以大大节省计算时间,而且可以达到较高的精度。
如果使用shell单元来做分析,那么必须以面的形式来建立车门装配模型。
笔者已经尝试过用面的形式来建立车门装配模型,但没有成功。
因为,车门零件之间的连接关系,在有些情况下不能用面之间的连接来实现。
因此,这里采用了solid(实体)单元,也就是用体的形式来建立车门装配模型,获得了成功。
2.3 建立车门模型的步骤(1)使用SolidWorks(下文简称SW)快速设计车门模型。
因为ANSYS中使用命令流的建模方法不利于快速设计,而一些其他公司的三维设计软件却可以做到。
笔者对于SolidWorks(下文简称SW)比较熟悉,所以使用它快速建立了车门简化模型。
在SW中通过调整、修改,确定了车门模型结构和尺寸。
然而,这一步并不是必要步骤,如果要对一款车门进行有限元分析,可以根据此车门的工程图纸,直接在ANSYS中建立简化车门模型。
由于这里并没有对实际的某一款车门进行分析,所以,要自行设计一款车门例子。
(2)ANSYS命令流建模,各种参数在SolidWorks中测量读取。
给钣金件建模,运用“抽壳”方法比较方便,但是ANSYS命令流中却没有这种方法,这给建模带来了难度。
笔者运用实体相减的办法得到了车门内板的复杂薄壁特征。
建模过程中,先建大实体,后建小实体,然后用大实体减去小实体,从而形成薄壁特征。
2.4边界条件的处理以车门下沉刚度分析为例来说明对于边界条件的处理,其他两项分析中的边界条件类似,这里不再赘述。
下沉刚度分析中的边界条件处理步骤:(1)铰链左合页、铰链右合页和铰链轴直接进行ADD(加)运算。
因为难以模拟出铰链两合页绕铰链轴转动的效果,所以直接进行ADD(加)运算,这样做对于车门下沉情况影响不大。
(2)所有零件进行GLUE(粘结)运算。
这样,所有零件将连接在一起,零件间可以传递载荷的作用。
同时,车门各零件的装配关系也就确定了。
有关边界条件处理的命令流见各个分析中划分网格的语句(主要是“vadd”和“vglue”命令)。
2.5 单元的划分事实上,以下的单元划分方面的设置,笔已做过多次实验并调整。
2.5.1 车门模型的材料车门模型的材料如表2-2所示。
图2-1表示出了车门材料的分配。
表2-2 车门模型材料注:其中,因为铰链的重量对结果影响很小,所以省略其密度。
图2-1 车门模型材料灰色-材料1 蓝色-材料2 红色-材料3 褐色(铰链)-材料42.5.2 车门模型的单元类型首选的是采用SOLID187单元,其精度较高。
SOLID187是一个三维高次10节点单元,有二次取代行为并且能很好地适合做不规则网孔模型(如来自于不同的CAD/CAM系统的模型)。
本单元有10个节点,每个节点有三个自由度:x、y、z 方向的平移。
本单元可能有任意的空间方位,有塑性、超塑性、蠕变、应力刚化、大变形和大应力性能。
该单元有模拟近似和完全的不可压缩的弹性材料的混合公式表示性能。
SOLID187的几何模型如图2-2所示。
图2-2 SOLID187的几何模型图2-3 SOLID285的几何模型但是,由于此车门原模型比较复杂,采用SOLID187时的计算量相对于个人电脑来说过大,所以只能降低精度,采用节点更少的单元SOLID285(几何模型如图2-3所示),这是四面体、4节点的单元,精度不高。
最终的选择是:采用SOLID187作为铰链的单元,因为铰链结构较简单,不会带来太大的计算量,而且铰链的精度很关键。
其他零件采用SOLID285单元。
表2-3列出了车门模型所采用的单元类型。
表2-3 单元类型定义单元和材料的命令流如下:/prep7et,1,solid285et,2,solid187mp,ex,1,206e9mp,prxy,1,0.3mp,dens,1,7.8e6mp,ex,2,400e9mp,prxy,2,0.3mp,dens,2,7.8e6mp,ex,3,600e9mp,prxy,3,0.3mp,dens,3,7.8e6mp,ex,4,2e13mp,prxy,4,0.32.5.3 网格划分设置采用Smartsize10级精细度为了降低划分难度,采用智能划分。
比起人工的划分,这种方法更加方便,并且划分的比较合理。
由于电脑硬件的制约,为铰链采用1级(最精细),其他零件采用10级精细度(最差)。
然而,精细度太低可能导致无法划分网格,所以在后面的分析中,一旦遇到这种情况,适当提高精细度即可解决。
单元形状和方式:四面体、自由。
由于采用了四面体单元,单元形状选择四面体。
由于采用了Smartsize,选择自由方式。
网格划分的命令流,四个分析均不同,这里不再给出,划分好的车门模型如图2-4~图2-11所示。
图4-4 门体图4-5 门体(隐藏外板)图4-6 内板窗框一角图4-7 铰链图4-8 内板加强板图4-9 外板加强板图4-10 抗侧撞梁 图4-11 铰链加第3章 车门下沉刚度有限元分析下文多次用到的关键位置:车门最后端上顶点Pos1,车门最后端下顶点Pos2,如图3-1所示。