基于MSC.FATIGUE的某微客車門疲勞分析及優(yōu)化*

邢志偉，惠延波，馮蘭芳，王宏曉，張 坤

(河南工業(yè)大學(xué)先進(jìn)制造研究所，河南 鄭州 450007)

1 引言

車門作為車身系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的好壞直接影響著整車使用性能的高低，車門與其他車身結(jié)構(gòu)共同組成了一個(gè)密閉空間，起到隔絕噪聲，保護(hù)車內(nèi)乘員的功能，而作為車身結(jié)構(gòu)中使用頻率較高的開閉件而言，車門出現(xiàn)問題主要是以經(jīng)常開閉而造成疲勞損傷。對車門進(jìn)行開閉耐久性試驗(yàn)是非常必要的，車門開閉耐久性試驗(yàn)非常耗時(shí)且試驗(yàn)成本高昂，采用有限元進(jìn)行模擬開閉過程并進(jìn)行疲勞分析是可行的方法之一。由于車門關(guān)閉是碰撞過程的一種，因此使用對碰撞分析能力較強(qiáng)的顯示非線性求解器LS－DYNA來進(jìn)行某微客車門關(guān)閉過程的模擬，并將其瞬態(tài)應(yīng)力結(jié)果導(dǎo)入MSC.FATIGUE使用局部應(yīng)力應(yīng)變法即分析裂紋萌生的時(shí)間來分析車門經(jīng)過10萬次開閉后的疲勞損傷分布，并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)以提高車門的使用壽命。

2 車門有限元的建立

使用hypermesh對其進(jìn)行劃分，由于車門主要由鈑金件構(gòu)成，主要使用5 mm殼單元?jiǎng)澐?，并對關(guān)閉中起到接觸作用的車身門框部分進(jìn)行劃分，由于分析重點(diǎn)是車門構(gòu)件，對門框部分使用10 mm殼單元進(jìn)行劃分，這樣起到減小模型規(guī)模節(jié)約計(jì)算成本的作用，以四面體單元?jiǎng)澐帚q鏈部分，焊點(diǎn)使用MAT100(hexa)進(jìn)行模擬，使用質(zhì)量點(diǎn)的形式對車門附件，車窗，后視鏡等進(jìn)行配重處理，車門開關(guān)耐久試驗(yàn)包括車窗全關(guān)、半關(guān)和全開3種狀態(tài)……