一種分析汽車車門過開啟的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種分析汽車車門過開啟的方法，包括以下步驟：Hypermesh獲取已建立的汽車車體CAD幾何模型，汽車車體CAD幾何模型包括車門和車身，車門處于最大設(shè)計開啟角狀態(tài)；Hypermesh建立汽車車體CAD幾何模型的有限元模型，創(chuàng)建K文件，K文件中包含接觸關(guān)系信息、材料信息、邊界條件信息、載荷信息和輸出結(jié)果信息，邊界條件信息包括車身的斷面節(jié)點的約束類型為全約束，載荷信息中的施加載荷為對所述有限元模型施加具有1個重力加速度的重力場載荷及對車門施加沿開啟方向的旋轉(zhuǎn)角速度，輸出結(jié)果信息中的輸出結(jié)果包括車門的旋轉(zhuǎn)角度，以及鈑金件的應力；LS-DYNA求解K文件，得到關(guān)于輸出結(jié)果的結(jié)果文件。
【專利說明】
一種分析汽車車門過開啟的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及汽車產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種分析汽車車門過開啟的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 車門是汽車的重要組成部分，與車身一起構(gòu)成乘坐空間，為駕駛員和乘客提供出入車輛的通道。車門在正常開啟時一般不會出現(xiàn)過開啟現(xiàn)象，車門過開啟屬于使用者的誤操作，雖然很少出現(xiàn)這種情況，但是如果車門經(jīng)過偶爾的過開啟后性能變差，甚至無法正常關(guān)閉，那么會造成使用者對汽車質(zhì)量性能的擔憂，降低使用者對汽車品牌的忠信度，影響汽車品牌形象，因此車門過開啟分析成為車門分析中的重要項目。
[0003] 車門過開啟分析是指當車門已經(jīng)位于最大設(shè)計開啟角度時，在車門鎖點位置沿車門開啟方向施加載荷，以強迫車門繼續(xù)開啟，在車門過度開啟工況中考察車門的過開啟角度及受力狀態(tài)，以評判車門過開啟性能及鈑金件是否損壞。目前，最普遍的車門過開啟分析方法是生產(chǎn)出樣車之后，通過實驗逐步驗證、評價設(shè)計方案，利用實驗結(jié)果指導設(shè)計方案的修改、優(yōu)化。這樣的分析方法需要不斷地試制、更新零件，不僅增加了汽車研發(fā)成本，還延長了整個研發(fā)周期，造成較大的經(jīng)濟和時間浪費。
[0004] 因此，如何高效率地對車門過開啟進行分析，降低汽車研發(fā)成本成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種分析汽車車門過開啟的方法，該方法能夠提高對車門過開啟進行分析的效率，降低汽車研發(fā)成本。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007] —種分析汽車車門過開啟的方法，包括以下步驟:
[0008] Hypermesh獲取已建立的汽車車體CAD幾何模型，所述汽車車體CAD幾何模型包括車門和車身，所述車門處于最大設(shè)計開啟角狀態(tài)；
[0009] Hypermesh建立所述汽車車體CAD幾何模型的有限元模型，倉ij建K文件，所述K文件中包含接觸關(guān)系信息、材料信息、邊界條件信息、載荷信息和輸出結(jié)果信息，所述邊界條件信息包括所述車身的斷面節(jié)點的約束類型為全約束，所述載荷信息中的施加載荷為對所述有限元模型施加具有1個重力加速度的重力場載荷及對所述車門施加沿開啟方向的旋轉(zhuǎn)角速度，所述輸出結(jié)果信息中的輸出結(jié)果包括所述車門的旋轉(zhuǎn)角度，以及鈑金件的應力；
[0010] LS-DYNA求解所述K文件，得到關(guān)于所述輸出結(jié)果的結(jié)果文件。
[0011] 優(yōu)選地，在上述方法中，所述有限元模型的單元類型包括四邊形殼單元和/或三角形殼單元。
[0012] 優(yōu)選地，在上述方法中，所述材料信息包括所述車門中鈑金件的材料屬性為可變形材料模型MAT24,所述車門中焊點的材料屬性為材料模型MAT100。
[0013]優(yōu)選地，在上述方法中，Hypermesh建立所述汽車車體CAD幾何模型的有限元模型時通過增加剛性體并使所述剛形體兩端的節(jié)點與要連接的可變形節(jié)點重合來定義剛性連接，以實心圓柱的beam單元定義限位器連接。
[0014]優(yōu)選地，在上述方法中，所述實心圓柱的直徑為8mm?12_。
[0015]優(yōu)選地，在上述方法中，所述接觸關(guān)系信息包括自接觸類型為單面自接觸，以及所述車門與焊點的接觸類型和所述車身與焊點的接觸類型均為綁定接觸。
[0016]優(yōu)選地，在上述方法中，所述CAD幾何模型為UG幾何模型、Pro/E幾何模型或 CATIA幾何模型。
[0017]優(yōu)選地，在上述方法中，所述旋轉(zhuǎn)角速度的大小為3.0rad/s?4.0rad/s。
[0018]根據(jù)上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過計算機仿真模擬對車門過開啟進行分析，得到的結(jié)果文件可以用來指導車門設(shè)計，由于計算機仿真模擬不需試制零件，且能夠縮短車門過開啟分析的周期，所以本發(fā)明能夠提高對車門過開啟進行分析的效率，降低汽車研發(fā)成本?！靖綀D說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本發(fā)明提供的一種分析汽車車門過開啟的方法流程圖?！揪唧w實施方式】
[0021]為了便于理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0022]參見圖1，為本發(fā)明提供的一種分析汽車車門過開啟的方法流程圖，具體流程為:
[0023]Sll、Hypermesh獲取已建立的汽車車體CAD幾何模型，所述汽車車體CAD幾何模型包括車門和車身，所述車門處于最大設(shè)計開啟角狀態(tài)。
[0024]—般在汽車研發(fā)過程中，產(chǎn)品設(shè)計工程師根據(jù)開發(fā)的車身總布置及造型確定工程邊界并建立車身、車門的CAD幾何模型，然后交給結(jié)構(gòu)分析工程師進行分析、評價。本實施例中，為了進行車門過開啟分析，結(jié)構(gòu)分析工程師將車門處于最大設(shè)計開啟角狀態(tài)的CAD 幾何模型導入Hypermesh，CAD幾何模型可以為UG幾何模型、Pro/E幾何模型或CATIA幾何模型。
[0025]S12、Hypermesh建立所述汽車車體CAD幾何模型的有限元模型，倉ij建K文件，所述 K文件中包含接觸關(guān)系信息、材料信息、邊界條件信息、載荷信息和輸出結(jié)果信息，所述邊界條件信息包括所述車身的斷面節(jié)點的約束類型為全約束，所述載荷信息中的施加載荷為對所述有限元模型施加具有1個重力加速度的重力場載荷及對所述車門施加沿開啟方向的旋轉(zhuǎn)角速度，所述輸出結(jié)果信息中的輸出結(jié)果包括所述車門的旋轉(zhuǎn)角度，以及鈑金件的應力。
[0026]建立有限元模型時，網(wǎng)格劃分大小一般為5?10mm，本發(fā)明通過創(chuàng)建K文件可以使有限元模型建立過程模塊化，方便后續(xù)對車門設(shè)計方案進行優(yōu)化、分析，節(jié)省建模時間。本實施例中，為了模擬車門過開啟現(xiàn)象，設(shè)置載荷條件為對車門施加沿開啟方向的旋轉(zhuǎn)角速度，根據(jù)日常使用車門的經(jīng)驗，旋轉(zhuǎn)角速度的大小一般為3.0rad/s?4.0rad/s。為了考察車門過度開啟工況中車門的過開啟角度及受力狀態(tài)，K文件中設(shè)置的輸出結(jié)果包括所述車門的旋轉(zhuǎn)角度，以及鈑金件的應力。
[0027] 為了能順利進行求解，在創(chuàng)建K文件時需進行一些求解設(shè)置。如采用全積分的計算方法，則可能出現(xiàn)沙漏問題，為了提高計算效率，需進行沙漏控制，可以設(shè)置沙漏能系數(shù)為〇.1。進行接觸設(shè)置，設(shè)置滑動接觸懲罰系數(shù)為〇.1，殼單元厚度考慮厚度偏置，接觸面穿透檢查最大乘數(shù)設(shè)置為4.0。
[0028]需要指出的是，如果CAD幾何模型具有較多的特征線、圓角、倒角、孔等特征，可以在網(wǎng)格劃分前將對車門過開啟分析影響很小的幾何模型特征進行清理，以簡化幾何模型， 如鈑金件中除安裝受力孔外，通常直徑小于5mm的孔均可忽略不計，所以可以用特征面填充這些直徑小于5_的孔。
[0029] S13、LS-DYNA求解所述K文件，得到關(guān)于所述輸出結(jié)果的結(jié)果文件。
[0030]本發(fā)明通過LS-DYNA求解K文件得到結(jié)果文件，由步驟S12可知，從結(jié)果文件獲得車門的旋轉(zhuǎn)角度，以及鈑金件的應力，用于評判車門過開啟性能及鈑金件能否損壞。當過度開啟工況中車門的旋轉(zhuǎn)角度不符合行業(yè)標準，或者鈑金件的應力超出材料的屈服強度時， 則應提出新的設(shè)計方案，重新建立CAD模型，進行新一輪的仿真分析。[〇〇31] 本發(fā)明通過計算機仿真模擬對車門過開啟進行分析，得到的結(jié)果文件可以用來指導車門設(shè)計，由于計算機仿真模擬不需試制零件，且能夠縮短車門過開啟分析的周期，所以本發(fā)明能夠提高對車門過開啟進行分析的效率，降低汽車研發(fā)成本。
[0032]本發(fā)明中的步驟S12具體可以包括:
[0033]以四邊形殼單元和/或三角形殼單元對所述CAD幾何模型進行網(wǎng)格劃分；
[0034] 定義所述車門中鈑金件的材料屬性為可變形材料模型MAT24,定義所述車門中焊點的材料屬性為材料模型MAT100 ;
[0035]通過增加剛性體并使所述剛形體兩端的節(jié)點與要連接的可變形節(jié)點重合來定義剛性連接，以實心圓柱的beam單元定義限位器連接，所述實心圓柱的直徑為8mm?12mm ;
[0036] 定義自接觸類型為單面自接觸，定義所述車門與焊點的接觸類型及所述車身與焊點的接觸類型為綁定接觸；
[0037] 設(shè)置所述車身的斷面節(jié)點的約束類型為全約束，設(shè)置所述旋轉(zhuǎn)角速度，設(shè)置關(guān)鍵字，創(chuàng)建K文件。
[0038]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種分析汽車車門過開啟的方法，其特征在于，包括以下步驟:Hypermesh獲取已建立的汽車車體CAD幾何模型，所述汽車車體CAD幾何模型包括車門 和車身，所述車門處于最大設(shè)計開啟角狀態(tài)；Hypermesh建立所述汽車車體CAD幾何模型的有限元模型，倉ij建K文件，所述K文件中 包含接觸關(guān)系信息、材料信息、邊界條件信息、載荷信息和輸出結(jié)果信息，所述邊界條件信 息包括所述車身的斷面節(jié)點的約束類型為全約束，所述載荷信息中的施加載荷為對所述有 限元模型施加具有1個重力加速度的重力場載荷及對所述車門施加沿開啟方向的旋轉(zhuǎn)角 速度，所述輸出結(jié)果信息中的輸出結(jié)果包括所述車門的旋轉(zhuǎn)角度，以及鈑金件的應力；LS-DYNA求解所述K文件，得到關(guān)于所述輸出結(jié)果的結(jié)果文件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有限元模型的單元類型包括四邊形 殼單元和/或三角形殼單元。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述材料信息包括所述車門中鈑金件的 材料屬性為可變形材料模型MAT24,所述車門中焊點的材料屬性為材料模型MAT100。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，Hypermesh建立所述汽車車體CAD幾何模 型的有限元模型時通過增加剛性體并使所述剛形體兩端的節(jié)點與要連接的可變形節(jié)點重 合來定義剛性連接，以實心圓柱的beam單元定義限位器連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述實心圓柱的直徑為8mm?12mm〇6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述接觸關(guān)系信息包括自接觸類型為單 面自接觸，以及所述車門與焊點的接觸類型和所述車身與焊點的接觸類型均為綁定接觸。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述CAD幾何模型為UG幾何模型、Pro/E 幾何模型或CATIA幾何模型。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)角速度的大小為3.0rad/s? 4.0rad/s〇
【文檔編號】G06F17/50GK105989212SQ201510094510
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年3月3日
【發(fā)明人】王友華, 段龍楊, 丁朝陽, 余顯忠, 黃暉, 邱星, 陳為歡, 孫竑
【申請人】江鈴汽車股份有限公司