基于LS-DYNA的某车门压溃仿真分析

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随着现代化汽车工业的飞速发展,人们对高品质生活的不断追求,汽车人性化、智能化、造型动感、线条硬朗的动感车型不仅是人们的追求,动力强劲、经济舒适、安全可靠、绿色环保也为人们所追捧。车门系统的设计开发在整车设计开发过程中占有重要的地位。它涉及到造型美观、碰撞安全、舒适性及各附件功能实现等内容。汽车车门结构设计及性能开发相辅相成。好的结构需要性能开发来赋予灵魂,才能开发出优质的产品。例如:车厢密封性好,乘员乘坐舒适;车门关门轻便,门锁锁止安全可靠,噪声小;玻璃升降轻便可靠,无异音等,这些是车门最基本也是最关键的性能,直接影响整车品质的提升。



本文主要基于HyperMesh和LS-DYNA平台对某车门进行碰撞安全仿真分析,通过实例对项目开发过程中的经验进行了总结,供设计人员开发车门及其附件时参考。

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                                                   图1 某车型车门CAD模型


车门建模如图2所示,根据车门CAD模型和相关参数对车门外板和车门结构进行建模,并采用焊点和胶粘对其进行连接,最终搭建车门CAE模型。其中钣金采用10mm网格,铸件采用5mm网格,铰接采用铰接单元,焊接采用seam和spot单元。搭建完整的的车门CAE模型,然后根据试验工况,约束铰链,并在另外一侧施加位移,最终分析出其承载力峰值。

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图2 某车门建模车门外板+车门内结构示意图


本文在铰链安装处约束自由度1-6,与试验状态保持一致。在车门门锁处,建立一个位移加载夹具(如图3绿色标识所示),位移施加在此夹具上,模拟试验夹具。按照1mm/ms的位移加载速度(如图4所示),分析其最大承载力。


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图3 位移加载位置示意图


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图4 位移加载曲线


将调试好的模型,提交计算后,并对其进行其进行承载力分析,具体承载力曲线见下图5,最大承载力峰值时刻,车门变形图见图6。根据图表可知,其承载力峰值为16KN,通过与其他车型对比,判断其承载力满足试验要求,为车门碰撞安全以及整车碰撞提供借鉴。

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图5 承载力曲线

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图6 峰值时刻变形图


本文参考试验情况,基于LS-DYNA建立某车门压溃碰撞仿真模型,通过仿真手段模拟得到车门压溃的承载力峰值,为车门设计和整车碰撞提供依据。

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