基于ABAQUS的车门强度分析
基于ABAQUS的铰链连接强度模拟仿真分析
- --()CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM工程分析软件应用基础铰链连接强度模拟仿真分析院系名称：机械与储运工程学院专业名称：机械工程学生：海峰学号：2012214517指导教师：王文明完成日期2013 年5 月 3 日一．问题提出重型机械一直以来都是中国企业发展的重要行业，其技术含量也比较高，与汽车行业类似，其也是CAE应用的重点领域。
这个案例就是取材于重型机械起重机吊架中间的强度校核，其中案例模型中的零部件已经过简化，并缩小了零部件的尺寸，其主要目的就是减小计算机的执行成本。
但是并不影响该案例的执行效果，其完全可以应用到具体的析项目中.。
固定支架是用螺栓固定到其他零部件上，受力板通过铰链与固定支装配形式在机械行业中应用得非常多，而且其强度一般都能满足设计要求。
二．案例求解1．定义部件（Part）Step 1启动ABAQUS/CAE，创建一个新的模型数据库，重命名为The contact analysis of gemel，保存类型为The contact analysis of gemel.cae。
Step 2从Module列表中选择Part，进入Part模块，在模型树中单机Part图标，打开Create Part 对话框，设置第一个部件的Name为Part-gudingzhijia-left(左固定支架)，Modeling Space为3D，Base Feature 中设置Shape为Solid，Type为Extrusion，Approximatesize 为0.05，单机Continue...按键进入草图环境；单机工具箱中的（Create Lines: Connected），过以下各点作一条封闭的曲线：（0.0,0.0）、（0.015,0.0）、（0.015,0.001）、（0.001,0.001）、（0.001,0.01）、（0.0,0.01）、（0.0,0.0），单击提示区的Done按键，弹出Edit Base Extrusion 对话框，输入拉伸度Depth为0.012，单击OK按键，完成拉伸操作，生成左固定支架的第一个特征。
交通运输——基于abaqus某轿车尾门耐久开裂改进分析
基于abaqus某轿尾门耐久开裂改进分析陆志成、李径亮、刘文华神龙汽车有限公司技术中心/车身部/车身分部摘要:本文基于尾门做耐久实验过程中出现的局部开裂问题，进行结构耐久性能的计算分析及改进设计。
按照尾门实验边界条件通过abaqus进行过冲击分析，得到破坏区域的应力，与实验结果对标，建立CAE分析结果与试验结果相关性。
根据失效尾门内板应力水平通过耐久损伤分析BASQUIN方程来确定相同材料的尾门内板疲劳弱区交变应力目标值。
优化开裂区域的结构，按照对标后的方法评估改进后的方案，给出满足疲劳目标性能要求的尾门结构。
改进后的尾门耐久试验结果表明，耐久性能达到了预期寿命，满足了开闭耐久的性能要求。
关键字: ABAQUS，尾门耐久 BASQUIN方程结构改进1. 引言尾门的设计直接影响到整车的造型效果、密封性、视野以及噪声控制等诸方面。
尾门结构设计与附件布置考虑的因素也较多，既要保证尾门与整车的协调一致，还要保证行尾门本身的技术要求。
尾门焊接总成包括尾门内外板（或称为内外蒙皮）、尾门加强件等，是一个整体涂漆、未装配状态的钣金焊接总成，是实现尾门整体造型效果、强度、刚度及附件安装的基础框架。
尾门作为汽车的组成部分，是车身尾部最富变化和最受人关注的对象。
一方面，尾门作为车身结构中的重要组成部分，其造型风格、强度、刚度、可靠性及工艺性等必需满足车身整体性能的要求；另一方面，尾门自身的视野性、安全性、密封等性能，既对整个车身结构性能影响较大，也是尾门能要求的重要部分。
在新车型的设计开发过程中需要进行大量的试验，以保证性能优良质量可靠的产品交付至用户手中。
某车型在尾门在50000次开关耐久试验过程中，发现锁扣加强板区域出现开裂，如图1所示。
由于时间紧迫，要求计算机辅助工程部门(CAE)借助有限元分析手段尽快找出解决方法。
图1 尾门内板开裂2. 尾门耐久CAE计算及与试验对标分析分析前首先对售后出现开裂的尾门内板进行失效分析，并对工况进行简化，简化为CAE可以进行模拟分析的工况。
基于ABAQUS的车门强度分析【范本模板】
（研究生课程论文）汽车动力学论文题目：基于ABAQUS的车门强度分析指导老师: 学院班级：学生姓名学号：2014年12月基于ABAQUS的车门强度分析（武汉理工大学）摘要：轿车门系统结构设计与优化是整车开发过程中的重要环节。
车门的强度直接关系到整车在冲击、碰撞等载荷下的安全问题，车门结构静态强度的计算分析,在车门结构设计进程中非常重要。
本文根据国家“轿车侧门强度"试验标准，基于ABAQUS平台对车门强度进行有限元模拟分析，车门外板采用不同的材料和厚度，分析对车门强度的影响，并选择最优方案。
关键词：车门；强度；有限元Analysis of automobile door strength based onABAQUSHan Yu(Class 141 of SCHOOL OF AUTOMOTIVE ENGINEERING, WHUT)Abstract:Door system structural design and optimization is an important part of the vehicle development process。
The analysis of Static strength of the door structure is very important in the structural design of the doors。
In this paper，according to the national “car side door strength” test standard, based on the platform of ABAQUS finite element simulation analysis was carried out on the strength of the door. The outer door plate is made of different materials and thickness to analyze the effect on the strength of the door, and we choose the the optimal scheme。
基于ABAQUS的车门晃动分析
基于ABAQUS的车门晃动分析作者：蔡慧杜登惠叶青黄庆1 概述计算机辅助工程(CAE)作为一种新兴的分析手段，很好地支持和辅助了汽车的开发，越来越受到重视。
车门作为车身结构的重要组成部件，其性能直接影响着车身结构性能的好坏。
对于车门这一类的活动件，除进行通常意义下刚度、强度、模态和疲劳耐久性等工况的分析外，动态分析也是必不可少的。
本文采用ABAQUS/Standard的振型叠加法，进行车门关闭工况的瞬时动态分析，监控可能产生的呼吸效应，优化车门结构，提高车门的结构性能，减少噪声、异响甚至钣金件干涉等问题。
2 车门晃动的动态分析2.1 ABAQUS 的动态分析ABAQUS 中的动态分析包括两大类基本方法: 振型叠加法(modal superposition procedure) ，用于求解线性动态问题；直接解法(direct- solution dynamic analysis procedure) ，主要用于求解非线性动态问题。
振型叠加法用于线性动态分析，使用ABAQUS/Standard 来完成，其相应的分析步类型为线性摄动分析步(linear perturbation step)。
振型叠加法的基础是结构的各阶特征模态(eigenmode)，因此在建模时要首先定义一个频率提取分析步(frequencyextraction), 从而得到结构的振型(mode shape)和固有频率(natural frequency)，然后才能定义振型叠加法的各种分析步。
瞬时模态动态分析(transient modal dynamic analysis) 计算线性问题在时域(time domain)上的动态响应。
只有具备了以下特点的问题才适合进行瞬时模态动态分析:1）系统是线性的（线性材料特性，无接触行为，不考虑几何非线性）；2）响应只受相对较少的频率支配；3）载荷的主要频率主要在所提取的频率范围之内，以确保对载荷的描述足够精确；4）特征模态应该能精确地描述任何突然加载所产生的初始加速度；5）系统的阻尼不能过大。
基于Abaqus的汽车车门瞬态应力分析
基于Abaqus的汽车车门瞬态应力分析汽车是我们日常生活中不可缺少的交通工具，对于汽车的品质要求越来越高，其中车门作为保障车辆安全的关键组成部分，在保护车辆内部物品和乘客、驾驶员的安全方面具有非常重要的作用。
车门在使用过程中也难免受到各种冲击和载荷，需要进行瞬态应力分析才能保证其安全性。
Abaqus是一款非常强大的有限元分析软件，可以用于进行汽车车门瞬态应力分析。
下面，我们就从以下几个方面来介绍汽车车门瞬态应力分析：1.建立车门的有限元模型首先需要根据实际的车门几何形状，建立其有限元模型。
这一步需要对车门进行测量，然后使用CAD软件建立车门的几何模型，再导入Abaqus进行有限元网格剖分，得出车门的有限元模型。
2.进行载荷和边界条件的约束车门需要考虑多种载荷，例如行驶时的风载荷、路面的震动载荷、车辆撞击等。
在进行有限元分析时，需要将这些载荷施加到车门的模型上。
另外，还需要考虑边界条件，例如车门上的铰链、锁等，这些条件也需要在分析中进行考虑。
3.进行瞬态应力分析在完成有限元模型的建立、载荷和边界条件的约束之后，就可以进行瞬态应力分析了。
瞬态应力分析可以模拟车门在受到冲击时的变形和受力情况，有效地预测车门受力情况，确定车门需要的材料和结构强度。
4.分析结果的输出和后处理在进行瞬态应力分析后，需要对分析结果进行输出和后处理。
输出的结果包括车门的应力分布、变形情况等，这些数据可以帮助我们全面了解车门的受力情况。
在后处理中，可以进行图像分析、数据分析等，进一步深入分析汽车车门的受力情况。
总之，汽车车门瞬态应力分析是确保汽车安全性的重要环节。
Abaqus作为一款非常强大的有限元分析软件，可以在汽车设计和制造中发挥重要的作用。
通过进行瞬态应力分析，可以得到汽车车门的受力情况，从而确定车门的材料和结构强度，保障车辆的安全。
在汽车制造行业，车门是车辆最重要的保障部件之一。
除了传统的耐久性、功能性和美观性之外，车门在现今的车辆设计中还要考虑到轻量化和成本控制。
车门静态强度的有限元分析模拟
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!N0115G01X=R33N0120G02X=R41Z=-R43I0K=R04N0125G01X=R21Z0N0130G01G40X=R21Z5N0132END:N0135M5M23结语以上程序在生产实践中得到了有效的验证，具有一定的实用性。
隔板端面车削的参数化编程运用了平面几何与三角函数的知识，合理地运用数学知识，给编程工作带来一定的便利。
（编辑明涛）作者简介：高岩（1970-），男，工程师，主要从事机械加工工艺和数控加工程序编制工作。
收稿日期：2009-12-29车门静态强度的有限元分析模拟徐飞云1，谢斌2，成艾国2（1．上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007；2．湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙410082）1概述汽车车身作为整车三大总成之一，在整车的设计开发过程中占有极其重要的地位。
车门系统是车身上非常重要的组成部件，其性能直接影响着车身结构性能的好坏。
在正常服役条件下，车门经常受到关闭时的冲击，自重导致的弯矩和铰链的拉伸等作用。
在车辆受到侧面碰撞时，车门的变形量必须控制在一定的范围内，为乘员提供一个有效的生存空间，因此，车门的强度和刚度直接关系到整车在冲击、碰撞等载荷下的安全问题［1］。
在社会生产中，新产品的研发与企业的市场竞争力、企业的发展乃至企业的生存直接相关，无论企业的规模大小，无论是国内企业或者国外企业，都非常重视企业的新产品研发，重视对研发能力的培养和激励，因为创新已经成为企业的共识。
没有研发能力，没有新产品研发，就没有具有自主知识产权的技术和产品，就只能看到自己创造的大部分利润被那些拥有知识产权的企业轻易掠夺。
因此，新产品研发是企业生存发展的基石，把CAE 技术和新产品研发有机地结合起来，能极大地提高新产品研发的效率和产品的性能，降低新产品研发的成本，提高产品的竞争力。
汽车车门有限元分析及综合性能优化
汽车车门有限元分析及综合性能优化钱银超，刘向征，邓卫东，邓赛帮（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州511434）来稿日期：2018-02-06作者简介：钱银超，（1985-），男，安徽砀山人，硕士研究生，工程师，主要研究方向：汽车车身强度耐久及NVH 仿真分析；刘向征，（1978-），男，山东成武人，硕士研究生，工程师，主要研究方向：汽车车身结构优化与疲劳仿真分析1引言车门作为轿车的重要部件，具有缓冲来自外部冲击，隔绝外界噪声的作用。
在汽车开发设计过程中，车门的结构性能已然成为评价汽车品质好坏的重要指标。
车门的主要性能指标包括安装点刚度、强度、NVH 、碰撞以及疲劳耐久等，但这些性能并不是完全一致的，有时甚至是相互矛盾的，如何综合把控车门性能一直是行业内研究的热点和难点。
文献[1]利用MSC.Fatigue 软件，基于Miner 累积损伤理论对某车型后门进行开关耐久分析，并对疲劳寿命危险区域进行了优化设计；文献[2]利用瞬态响应法对某微客车车门进行开关强度分析，在此基础上预测疲劳寿命，并对其进行了试验验证；文献[3]采用Ncode 软件对某SUV 车门进行钣金疲劳损伤分析，并与台架开闭耐久试验进行比对，对薄弱位置进行优化。
上述研究都只是对车门疲劳寿命进行优化改进，并没有结合车门其他方面的性能，而关于车门综合性能优化的研究很少。
以某车型前门为研究对象，针对试验过程中玻璃升降器安装区域开裂现象，利用Ncode 软件，基于E-N 法和Miner 累积损摘要：车门是汽车车身中非常重要的功能部件，在日常使用过程中由于反复的开关，其所受应力尚未达到材料许用应力的情况下，局部区域可能产生疲劳裂纹。
以某车型前门为例，针对试验过程中玻璃升降器安装区域开裂问题，对车门结构进行了局部优化设计。
首先，采用ABAQUS/Explicit 求解器模块计算出冲击应力时间历程，并在Ncode 软件中对前门开关耐久进行了虚拟仿真分析，预测疲劳寿命危险区域。
基于Abaqus的汽车车门瞬态应力分析
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究 。提 出 了一 种 新 型 的锁 机 构 建模 方法 ， 合 理 定 义 了 系 统 的 阻 尼 系数 ， 从 而获 取 了精 确 的应 力 结果 。分 析 表 明 ， 瞬 态 应 力 分 析 可 准 确 预 测 车 门关 闭过 程 中各 时 刻 的应 力 ． 从而找到薄弱区域 ． 为 车 门的 强 度 耐久 设 计 提 供 依 据 。
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（研究生课程论文）汽车动力学论文题目：基于ABAQUS的车门强度分析指导老师：学院班级：学生姓名学号：2014年12月基于ABAQUS的车门强度分析（武汉理工大学）摘要：轿车门系统结构设计与优化是整车开发过程中的重要环节。
车门的强度直接关系到整车在冲击、碰撞等载荷下的安全问题，车门结构静态强度的计算分析，在车门结构设计进程中非常重要。
本文根据国家“轿车侧门强度”试验标准，基于ABAQUS平台对车门强度进行有限元模拟分析，车门外板采用不同的材料和厚度，分析对车门强度的影响，并选择最优方案。
关键词：车门；强度；有限元Analysis of automobile door strength based onABAQUSHan Yu（Class 141 of SCHOOL OF AUTOMOTIVE ENGINEERING, WHUT)Abstract：Door system structural design and optimization is an important part of the vehicle development process. The analysis of Static strength of the door structure is very important in the structural design of the doors. In this paper, according to the national “car side door strength”test standard, based on the platform of ABAQUS finite element simulation analysis was carried out on the strength of the door. The outer door plate is made of different materials and thickness to analyze the effect on the strength of the door, and we choose the the optimal scheme.Key words:automobile door; strength; FEM0 前言汽车车身作为整车三大总成之一，在整车的设计开发过程中占有极其重要的地位。
车门系统是车身上非常重要的组成部件，其性能直接影响着车身结构性能的好坏。
在正常服役条件下，车门经常受到关闭时的冲击，自重导致的弯矩和铰链的拉伸等作用。
在车辆受到侧面碰撞时，车门的变形量必须控制在一定的范围内，为乘员提供一个有效的生存空间，因此，车门的强度和刚度直接关系到整车在冲击、碰撞等载荷下的安全问题。
车门必须符合国家有关轿车车门强度的标准，其中GB 15743——1995法规规定了轿车侧门的强度要求及试验方法：使用一定的大小的刚性圆柱体从车门外侧挤压车门，当达到一定的挤压距离，车门要具有规定的抵抗力，但如果直接做试验，将会使用大量的人力和物力[1]。
1 有限元软件简介本文基于Hypermesh和ABAQUS平台，对车门强度进行分析。
1.1 Hypermesh简介在CAE工程技术领域, Hypermesh最著名的特点是它所具有的强大的有限元网格划分前处理功能。
Hypermesh的网格划分功能[2]：①确定网格的单元类型。
这取决于要做的分析类型和模型的结构特点，对于同样的分析，采用的求解器不同也会影响这个选择。
②确定网格的大小这取决于模型的规模、计算机的能力（CPU、内存、硬盘、是否并行算法），还有对计算精度的要求。
③划分网格的方法网格划分中对于比较简单的模型直接采用自由网格划分，但是对于复杂模型来说，完全自动划分几乎是不可能的，算法不能实现且不说，即使划分出来网格质量也非常差，这个时候就要人工干预划分的网格质量，并且最后检查网格质量是否符合要求。
1.2 ABAQUS简介ABAQUS无论对简单或复杂的线性和非线性工程问题都提供了一套完整强大的有限元理论解决方案，对于广泛领域中的结构，热和连接分析问题都能解决。
在本次有限元分析中，主要是运用到ABAQUS/CAE中10大功能模块：①生成Part（部件模块）：Part模块用于创建各个单独的部件，用户可以在ABAQUS/CAE环境中用图形工具直接生成，也可以从第三方图形软件导入部件的几何形状。
本文中采用的就是从第三方软件导入。
②定义Property（特性）：整个部件中的任一个部分的特征，如与该部分有关的材料性质定义和截面几何形状，包含在截面（section）定义中。
在该模块下，用户可以定义截面和材料，并将它们赋予部件的某一部分。
③创建Assemble（装配）：创建一个部件时，部件存在于自己的局部坐标系中，独立于模型的其他部分。
用户可以应用该模块建立部件的实例，并且将这些实例相对于其他部件定位于总体坐标系之中，从而构成一个装配件。
一个ABAQUS/CAE模型只能包含一个装配件。
④创建Step（分析步）：用户可以应用Step模块生成和构件分析步，并与输出需求联系起来。
分析步序列给模拟过程的变化提供了方便的途径（如变载荷和变边界问题）。
可以根据需要，在分析步之间更改输出变量。
⑤创建Interaction（相互作用）：在该模块中，用户可以指定模型各区域与周围环境之间的热力学或者力学方面的相互作用，如两个传热的接触表面。
其他可以定义的相互作用包括约束，如方程（equation）和刚体（rigid body）约束、绑定（tie）。
ABAQUS/CAE不会自动识别部件实体之间或者一个装配件的各个区域之间的力学或者热学的相互作用，用户要实现该需求，必须在相互作用模块指定接触关系。
相互作用于分析步有关，这就意味着用户必须规定相互作用是在哪个分析步起作用。
⑥定义Load（载荷）：在载荷模块中指定载荷、边界条件和场变量。
边界条件和载荷与分析步有关，这就说明用户必须指定载荷和边界条件在哪些分析步骤中起作用。
某些场变量仅作用于分析的初始阶段，而其他的场变量与分析步有关。
⑦提交Job（作业）：一旦完成了所有定义模型的任务，用户就可以用Job 模块分析计算模型。
该模块允许用户交互地提交分析作业并进行监控。
可以同时提交多个模型和运算并对其进行监控。
⑧Visulization（可视化）：可视化模块提供了有限元模型和分析结果的图像显示。
它从数据库中获得模型和结果信息，通过Step修改输出要求，从而用户可以控制写入数据库中的信息。
2车门的有限元模型2.1车门网格模型本文研究的是某轿车的前右侧车门,车门的有限元模型如图1所示。
利用Hypermesh划分网格完毕后，车门整体模型（包括铰链、粘胶、焊点等）总单元数量60909个，总节点数量为63814个。
整个车门系统包括有很多小的零件，其中主要的零件的形状和名称如下图2所示。
图1 车门有限元模型1-窗框；2-玻璃；3-外板；4-内板；5-玻璃升降器导轨；6-玻璃升降器导槽；7-内板加强板；8-外板加强板；9-防撞杆；10-上铰链安装板；11-下铰链安装板；12-上、下铰链图2 车门主要零件1 32 4 567 8 9 10 11122.2 材料属性在本次分析中，模型中的外板采用DP600钢和6111-T4铝合金材料，它们的密度、杨氏模量和泊松比分别为：7.85E-9t/mm 3、210000MPa 、0.3；2.7E-9t/mm 3、72000MPa 、0.33。
而且车门中还使用了钢化玻璃（忽略玻璃各向异性），其密度、杨氏模量和泊松比分别为：2.7E-9t/mm 3、72000MPa 、0.25。
在进行结构强度分析时，根据国家标准要求，发生的是大变形，所以涉及到塑性变形，其中DP600钢和6111-T4铝合金的塑性应力-应变曲线如下图3所示。
图3 应力-应变曲线图 3 结构强度分析3.1 分析方案本次对车门强度分析时，车门外板采用不同材料和厚度，分析对车门强度的影响，具体方案如下：①车门外板使用6111-T4铝合金材料，厚度值变为1mm ，内板的材料和厚度均与原车门相同；②车门外板的材料和厚度均与原车门相同，内板使用6111-T4铝合金材料，厚度值变为1mm ；③车门外板使用6111-T4铝合金材料，厚度值变为1mm ，内板也使用6111-T4铝合金材料，厚度值亦变为1mm 。
(a) DP600应力-应变(b) 6111-T4应力-应变3.2强度分析由于车门结构复杂，在挤压大变形过程中车门外壁要与车门内部的玻璃升降机构等构件发生接触，因此涉及到接触有限元问题。
通过有限元软件的模拟分析，可以预先定量知道车门的强度特性，如果满足规定的强度要求，可预先得知车门符合强度标准；如果不满足规定的强度数值，则就要对原车门的设计进行优化，例如在车门内部使用加强筋，然后再对优化后的车门进行模拟分析，直到满足强度要求，这样就节省了多次尝试试验所花费的人力和物力。
接触－挤压问题属于非常困难的非线性问题之一，因为在接触－挤压问题中的响应是不平滑的。
当挤压发生时，垂直于接触界面的速度是瞬时不连续的。
用有限元法解接触问题以往常采用的物理模型是节点对模型，即将两接触物体的接触面划分成相同的网格，组成一一对应的节点对，并假定两接触体的接触力通过节点对传递，这种模型需预先知道接触发生的确切部位，以便施加边界单元，对于结构复杂问题和考虑摩擦的动态接触问题，点对模型将给结构离散和方程求解带来极大困难，从而难以解决。
目前我们所常用的点面接触模型是把两接触体分为主动体和被动体，在分析时研究主动体的节点与被动体接触表面上相接触的自由度关系及变形的一致关系，从而确定接触边界条件，然后再从边界变形协调的变分原理出发，建立整个接触系统的控制方程。
这种模型可以非常有效地处理复杂接触表面和动态接触问题。
接触问题中产生接触的两物体须满足边界互不穿透的约束条件，每一个时间步均会首先检查各从节点是否穿透主面。
在接触边界施加不穿透约束的方法主要有拉格朗日乘子法、罚函数法和基于求解器的直接约束，拉格朗日乘子法与罚函数法在处理时都具有一定的局限性，而使用直接约束法处理接触问题则为追踪物体的运动轨迹，一旦探测出发生接触，便将接触所需的运动约束（即法向无相对运动，切线可滑动）和节点力（法向压力和切向摩擦力）作为边界条件直接施加在产生接触的节点上[3-4]。
这种方法对接触的描述精度高，具有普遍适用性。
不需要给予直接约束法的接触迭代算法来处理边界非线性问题。
本文建立的模型中涉及到圆柱体与车门之间的接触，以及车门各部件自身之间的接触。
因此，选择何种方法引入接触边界条件是一个非常重要的问题。