孫運(yùn)良，路平

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汽車(chē)開(kāi)閉件屈曲、抗凹分析研究

孫運(yùn)良，路平

（徐州徐工汽車(chē)制造有限公司，江蘇 徐州 221100）

汽車(chē)在生產(chǎn)制造中應(yīng)不斷應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，提升汽車(chē)各個(gè)部位的性能，促進(jìn)用戶安全的使用汽車(chē)，減少因?yàn)槠?chē)不合格的問(wèn)題引發(fā)的事故。汽車(chē)開(kāi)閉件作為汽車(chē)重要的組成部門(mén)，對(duì)汽車(chē)的性能有著關(guān)鍵的影響。汽車(chē)開(kāi)閉件穩(wěn)定性主要是通過(guò)開(kāi)閉件屈曲抗凹來(lái)體現(xiàn)，文章主要淺談汽車(chē)開(kāi)閉件屈曲、抗凹分析，提升汽車(chē)開(kāi)閉件的穩(wěn)定性，保障汽車(chē)安全的使用。

開(kāi)閉件；屈曲抗凹；研究分析

引言

汽車(chē)的組成部件涉及很多，像發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎、方向盤(pán)、底盤(pán)等，在汽車(chē)的制造中需要提升每個(gè)組成部件的功能，汽車(chē)的使用效率及使用年限是由每個(gè)部件決定，應(yīng)該在制造的過(guò)程中嚴(yán)控每個(gè)環(huán)節(jié)，提升其質(zhì)量，保障汽車(chē)使用更能滿足人們的需求，提升汽車(chē)的使用價(jià)值。近幾年因?yàn)楦鞣N原因，與汽車(chē)有關(guān)的不安全事故頻發(fā)。因此，應(yīng)在制造的過(guò)程中分析汽車(chē)的各項(xiàng)性能，汽車(chē)的開(kāi)閉件屈曲、抗凹程度體現(xiàn)開(kāi)閉件的平穩(wěn)性，但是因?yàn)殚_(kāi)閉件外板結(jié)構(gòu)具有不穩(wěn)定性，采用有限元的分析方式，提升開(kāi)閉件的設(shè)計(jì)原理，體現(xiàn)屈曲、抗凹的性能。

1 汽車(chē)開(kāi)閉件屈曲、抗凹采用有限元分析原理

有限元的分析原理是采用數(shù)學(xué)中近似值方式，通過(guò)建立模型進(jìn)行各項(xiàng)的分析，通過(guò)分析總結(jié)汽車(chē)開(kāi)閉件的結(jié)構(gòu)性能。在實(shí)際中通過(guò)對(duì)汽車(chē)開(kāi)閉件進(jìn)行分解[1]，將整體的問(wèn)題劃分為簡(jiǎn)單的每個(gè)區(qū)域的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)每個(gè)區(qū)域的性能進(jìn)行分析，總結(jié)其特征。因?yàn)樵谄?chē)開(kāi)閉件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在實(shí)際中采用別的方式分析汽車(chē)開(kāi)閉件的問(wèn)題，會(huì)面臨很大的問(wèn)題，采用有限元的方式可以應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的狀況，有限元的近似值高，可以更加準(zhǔn)確的說(shuō)明汽車(chē)開(kāi)閉件屈曲、抗凹的情況。有限元的方法應(yīng)用的很廣泛，尤其是對(duì)于工業(yè)上的設(shè)備分析，采用這樣的方式可以為設(shè)計(jì)提供依據(jù)，汽車(chē)開(kāi)閉件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，平衡度高，才能保障在運(yùn)行中的安全性。汽車(chē)的閉合件作為其重要的組成部分，通過(guò)有限元的方式改進(jìn)其設(shè)計(jì)原理，滿足廣大人民的需要，減少因?yàn)殚_(kāi)閉件出現(xiàn)問(wèn)題而造成汽車(chē)不能正常使用。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案，減少事故的發(fā)生幾率，提升汽車(chē)的使用價(jià)值及性價(jià)比，相對(duì)于同業(yè)而言，汽車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)更大。

2 汽車(chē)引擎蓋問(wèn)題分析

2.1 采用有限元的方式分析引擎蓋的情況

對(duì)于汽車(chē)開(kāi)閉件的屈曲、抗凹性分析，開(kāi)閉件屈曲分析屬于非線性的分析，應(yīng)用的軟件LS-DYNA，因?yàn)榉蔷€性分析需要的時(shí)間多，線性分析的時(shí)間較短，在實(shí)際的操作中模型的構(gòu)建應(yīng)體現(xiàn)出簡(jiǎn)單化且精確高的特點(diǎn)，在建立模型時(shí)應(yīng)綜合分析各種情況以及材料的選擇使用，構(gòu)建模型所需要選用的材料應(yīng)符合國(guó)家的規(guī)定[2]，避免因?yàn)檫x擇材料不符合要求，模型建立不嚴(yán)謹(jǐn)，出現(xiàn)人為原因的誤差，影響整個(gè)分析的效果，應(yīng)嚴(yán)格控制每個(gè)環(huán)節(jié)，針對(duì)不同的要求建立模型。本文中建立引擎蓋有限元分析的模型，所選用的是鈑金件，鈑金件的使用方式為殼單元，單元的尺寸要求在9-11mm，模型中三角形的大小控制在一定的氛圍內(nèi)，不能超過(guò)6%。對(duì)于包邊的處理采用焊接的方式，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的焊接點(diǎn)進(jìn)行模擬，對(duì)于汽車(chē)開(kāi)閉件板身材料的選擇使用，應(yīng)選擇符合要求的材料。本文所選用的是彈性材料，對(duì)材料的使用情況記錄應(yīng)力、應(yīng)變曲線，建立引擎蓋的模型，采用有限元分析的方式，通過(guò)建立模型，在模型中繼續(xù)進(jìn)行操作，針對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)，及時(shí)記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.2 汽車(chē)引擎蓋屈曲、凹陷程度分析

本文對(duì)于引擎蓋的分析采用的方式是ABAQUS，通過(guò)在實(shí)際中建立引擎蓋的模型[3]，總結(jié)運(yùn)行情況，對(duì)于所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，采用ABAQUS的方式可以明確的看出應(yīng)力云圖的各種變化以及所測(cè)試位置的移動(dòng)情況。通過(guò)對(duì)記錄的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)模型的結(jié)構(gòu)改變?yōu)榍蛘咚褂貌牧系膽?yīng)力情況會(huì)出現(xiàn)增量并逐漸縮小的情況。通過(guò)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的分析，應(yīng)在建立模型時(shí)根據(jù)各種要求，避免出現(xiàn)計(jì)算迭代問(wèn)題，模型的單元情況應(yīng)符合規(guī)定。通過(guò)采用有限元的方式建立模型分析汽車(chē)開(kāi)閉件的屈曲、抗凹的性能，通過(guò)模型的建立及記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，位移情況及應(yīng)力變化明顯，測(cè)點(diǎn)情況由0 N-400N，載荷數(shù)值在400N時(shí)出現(xiàn)最大的變化，引擎蓋因?yàn)閿?shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)不同所具有的抗凹性不同，發(fā)生最大的位移點(diǎn)值數(shù)為10mm，通過(guò)分析計(jì)算出所存在問(wèn)題的地方，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中應(yīng)針對(duì)有問(wèn)題的地方及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，提升其運(yùn)作效率。

3 試驗(yàn)情況與有限元分析的方式比較分析

3.1 試驗(yàn)的情況說(shuō)明

在分析汽車(chē)開(kāi)閉件的情況時(shí)，對(duì)于鈑金件的處理采用測(cè)量的形式，對(duì)于鈑金件的處理是由經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員，通過(guò)觀察鈑金件的外觀、鈑金件的手感，對(duì)鈑金件的情況進(jìn)行總結(jié)分析，在實(shí)際的測(cè)量中對(duì)手感較差的部位進(jìn)行總結(jié)標(biāo)記。在實(shí)際的操作中所選用的工作人員很關(guān)鍵，一般對(duì)鈑金件情況十分了解，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析各項(xiàng)情況，分析測(cè)量點(diǎn)的位置。因?yàn)閷?duì)鈑金件十分了解，通過(guò)觸摸鈑金件判斷鈑金件的質(zhì)量，通過(guò)這樣的方式記錄手感較差以及測(cè)量值較低的地方。測(cè)量值來(lái)源于工作人員根據(jù)鈑金件的外觀進(jìn)行打分，在實(shí)際的操作中采用標(biāo)記的方式是為了便于測(cè)量，提升測(cè)量的效率。

3.2 測(cè)量所選用的方式

在操作中對(duì)外板剛度的測(cè)量主要需要的儀器有測(cè)力器、坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等[4]，根據(jù)標(biāo)注進(jìn)行使用，根據(jù)受力點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)槠?chē)的車(chē)身左右情況一致，在測(cè)量中選擇測(cè)左邊情況或者右邊情況，決定一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，根據(jù)這個(gè)測(cè)量點(diǎn)選擇出三個(gè)點(diǎn)，這三個(gè)點(diǎn)的距離與原測(cè)量點(diǎn)的距離為9-10mm之間選擇點(diǎn)。根據(jù)三點(diǎn)的坐標(biāo)情況進(jìn)行測(cè)量，明確三角形的平面，通過(guò)對(duì)操作中施加力與不施加力的情況進(jìn)行比較，記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過(guò)這樣的方式確定鈑金件的抗凹程度。

4 汽車(chē)開(kāi)閉件屈曲、抗凹的改進(jìn)措施

通過(guò)采用試驗(yàn)方式及有限元分析的方式總結(jié)汽車(chē)開(kāi)閉件屈曲、抗凹的情況，因?yàn)橥ㄟ^(guò)建立模型及試驗(yàn)的方式分析，存在的問(wèn)題有引擎蓋的屈曲性會(huì)出現(xiàn)相對(duì)的位移情況，通過(guò)整改引擎蓋的中間部位，可以有效的提高屈曲性，符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；內(nèi)板與外板所使用膠水應(yīng)選擇用強(qiáng)度好的，對(duì)于外板可以增加震墊，通過(guò)這樣的操作提升抗凹性，保障汽車(chē)開(kāi)閉件的屈曲、抗凹的性能。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)汽車(chē)開(kāi)閉件屈曲、抗凹的情況進(jìn)行分析，為了改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，采用試驗(yàn)及有限元的方式進(jìn)行分析，通過(guò)分析在實(shí)際操作中完善出問(wèn)題的地方，提高其性能，提升汽車(chē)每個(gè)環(huán)節(jié)的性能，通過(guò)改變厚度、選用合理的材料等方式，提升設(shè)計(jì)方案的可操作性。

[1] 魏樹(shù)森.汽車(chē)開(kāi)閉件屈曲,抗凹分析研究[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2017,30(S1):142-144.

[2] 李石.轎車(chē)屈曲抗凹性能研究分析及優(yōu)化[C]中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì). 2016.96(6):150-151.

[3] 韋永平.乘用車(chē)側(cè)門(mén)及頂蓋抗擠壓性能分析及優(yōu)化[D].重慶理工大學(xué), 2014.36(8):210-211.

Study on Buckling and Concave Resistance of Automobile Opening and Closing Parts

Sun Yunliang, Lu Ping

( Xuzhou Xugong Automobile Manufacturing Co., Ltd., Jiangsu Xuzhou 221100 )

In the production and manufacture of automobiles, advanced technology should be constantly applied to improve the performance of all parts of the automobile, promote the safe use of automobiles by users, and reduce accidents caused by the problem of unqualified automobiles. As an important component of automobile, automobile opening and closing parts have a key impact on the performance of automobile. The stability of automobile opening and closing parts is mainly embodied by the buckling and concave resistance of the opening and closing parts. This paper mainly discusses the buckling and concave resistance analysis of the opening and closing parts of automobiles, so as to improve the stability of the opening and closing parts of automobiles and ensure the safe use of automobiles.

open and close parts; buckling and concave resistance; research and analysis

A

1671-7988(2019)03-177-02

U462

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1671-7988(2019)03-177-02

U462

孫運(yùn)良，男，籍貫：山東，本科，助理工程師，研究方向：汽車(chē)駕駛室設(shè)計(jì)。路平，女，江蘇，本科，助理工程師，研究方向：車(chē)輛技術(shù)工藝。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.059