一种用于CAE分析的商务车侧拉门模型建立方法与流程

一种用于cae分析的商务车侧拉门模型建立方法
技术领域
1.本发明涉及一种用于用于cae分析的商务车侧拉门模型建立方法。属于基于计算机辅助工程（cae）技术和有限元方法对商务车进行精准建模技术领域。


背景技术：

2.汽车作为重要的交通工具之一，保有量和产销量都在逐年上升。车门作为相对独立又非常重要的部分，对于整车的完整性有很大影响。车门总成是汽车重要构成部件，也是汽车上最重要的开关操作件，对保证车内人员安全起到至关重要的作用。车门对整车质量具有重要影响，侧拉门作为面包车和商务车的常用门型，它的使用需求也在逐步增加。
3.传统suv以及轿车车型很少有侧拉门，只有单开门结构，此类门结构比较简单，一般是钣金件，加上一侧上下铰链结构连接白车身，另一侧锁扣结构。而商务车侧拉门结构复杂，本体也是钣金结构，另外还有上中下导轨，上中下缓冲块，上下缓冲楔块，一个电器开关，如何精准模拟侧拉门进行cae分析对项目组开发侧拉门性能至关重要。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种用于cae分析的商务车侧拉门模型建立方法，实现商务车侧拉门精准建模。
5.本发明一种用于cae分析的商务车侧拉门模型建立方法，所述方法包括以下步骤：步骤1 商务车侧拉门建模收集商务车侧拉门catia数据；建立侧拉门有限元模型，模型中包括内板，外板，加强板，臂架、玻璃；步骤2 建立商务车侧拉门连接包括侧拉门锁扣与白车身的连接、侧拉门电器开关与白车身连接、侧拉门导轨与白车身连接、侧拉门缓冲块与白车身连接、侧拉门楔块与白车身连接。
6.进一步的，所述方法中的商务车侧拉门catia数据，包括厚度、材料、焊点、粘胶、内饰质量质心。
7.进一步的，所述方法中侧拉门锁扣与白车身连接用celas1（单一方向的弹簧单元）与rbe2 （n个从节点与一个主节点刚性连接）模拟。车辆的celas1（单一方向的弹簧）单元刚度从试验中获得，如刚度没有提供，celas1（单一方向的弹簧）单元用0长度rbar（放开旋转的梁单元）模拟，0长度rbar（放开旋转的梁单元）自由度约束局部坐标系下x与y。
8.进一步的，所述方法中，侧拉门电器开关与白车身连接用celas1（单一方向的弹簧单元）与rbe2（n个从节点与一个主节点刚性连接）模拟。
9.进一步的，所述方法中，侧拉门导轨与白车身之间连接采用滚轮来模拟滑轨的相对运动；滚轮分布在上中下导轨臂上，有限元模型为在滚轮中心采用rbe2（n个从节点与一个主节点刚性连接）与0长度的rbar（放开旋转的梁单元）模拟；rbar（放开旋转的梁单元）的自由度取约束为：下导轨臂约束y和z，上导轨臂约束y,中间导轨臂约束y和z。
10.进一步的，所述方法中，侧拉门与白车身之间的缓冲块采用rbe2（n个从节点与一个主节点刚性连接）与0长度的celas1（单一方向的弹簧单元）模拟。
11.进一步的，所述方法中，侧拉门与白车身之间的楔块采用rbe2（n个从节点与一个主节点刚性连接）与0长度的celas1（单一方向的弹簧单元）模拟。
12.本发明一种用于cae分析的商务车侧拉门模型建立方法，相比于现有技术的方案，具有以下优点：本发明提供的商务车侧拉门模型建立方法，实现了商务车侧拉门精准建模。相比于现有的单开门传统建模方式，为研发人员通过cae分析开发侧拉门性能提供了技术支持。
附图说明
13.图1为本发明用于cae分析的商务车侧拉门模型建立方法的建模流程图。
14.图2为侧拉门连接图。
15.图3为侧拉门锁扣与白车身连接图。
16.图4为侧拉门导轨与白车身连接图。
17.图5为侧拉门模态试验图。
具体实施方式
18.如图1所示，本发明提出了一种商务车侧拉门精准建模方法。
19.a) 侧拉门建模侧拉门钣金建模与前门一样，其内板，外板，加强板，臂架与玻璃均用壳单元模拟。单元尺寸为15-25 mm，外面板可用25-50 mm的单元尺寸。对于小支架之类的，单元大小应为5-15 mmb) 侧拉门连接侧拉门连接包括上中下导轨的连接，锁扣的连接，上中下缓冲块，上下缓冲楔块，电器开关等的连接，如图2所示。图2中包括：下导轨臂1，下楔块2，电器开关3，中缓冲块4，上楔块5，上导轨臂6，上缓冲块7，中导轨臂8，侧拉门锁9，下缓冲块10。
20.1）侧拉门锁扣与白车身的连接锁扣与白车身连接用celas1（单一方向的弹簧单元）与rbe2（n个从节点与一个主节点刚性连接）模拟，不同车辆的celas1（单一方向的弹簧单元）单元刚度不同，可以从试验中获得。如果刚度没有提供，celas1（单一方向的弹簧单元）单元可以用0长度rbar（放开旋转的梁单元）模拟，此rbar（放开旋转的梁单元）约束相应自由度，一般约束局部坐标系下x与y,如图3所示。图3中包括：不可移动的梁模拟11，锁体12，用0长度可旋转的梁单元模拟x、y13白车身件14。
21.2）侧拉门电器开关与白车身连接侧拉门电器开关装置与锁扣类似。按照上述锁扣建模程序建开关装置，唯一不同的是开关装置中心的0长度rbar（放开旋转的梁单元）是约束锁止方向的x与y。
22.3）侧拉门导轨与白车身连接侧拉门与白车身之间是采用滚轮来模拟滑轨的相对运动。滚轮分布在上中下导轨臂上，有限元模型是在滚轮中心采用rbe2（n个从节点与一个主节点刚性连接）与0长度的
rbar（放开旋转的梁单元）模拟；rbar（放开旋转的梁单元）的自由度取决于导轨臂的位置以及不同车辆约束也不一样；一般下导轨臂约束y和z，上导轨臂仅约束y,中间导轨臂约束y和z，如图4所示。图4中包括中间采用刚性连接及0长度可移动单元模拟门的滑动机构21，侧拉门下导轨22，车身侧滑道23。
23.4）侧拉门缓冲块与白车身连接侧拉门与白车身之间的缓冲块采用rbe2（n个从节点与一个主节点刚性连接）与0长度的celas1（单一方向的弹簧单元）模拟，一般设置局部坐标系下y方向刚度，推荐上缓冲块刚度为ky=50n/mm；下缓冲块刚度为ky=100n/mm；前/后缓冲块刚度为ky=50n/mm。
24.5）侧拉门楔块与白车身连接侧拉门与白车身之间的楔块采用rbe2（n个从节点与一个主节点刚性连接）与0长度的celas1（单一方向的弹簧单元）模拟,与缓冲块模拟类似，设置局部坐标系下y方向刚度，上下楔块刚度通过试验获得，一般推荐ky=500n/mm。
25.下面以某商务车侧拉门建模为例进行说明：1）收集商务车侧拉门catia数据，包括厚度、材料、焊点、粘胶、内饰质量质心等。
26.2）建立侧拉门有限元模型，模型中包括内板，外板，加强板，臂架与玻璃等，按照建模规范建立并满足网格标准要求。
27.3）侧拉门内饰采用集中质量点conm2模拟。
28.4）内外板之间采用翻边共用节点连接，以及粘胶焊点连接；玻璃与门采用玻璃胶连接。
29.5）侧拉门锁扣、电器开关、导轨、缓冲块与白车身连接采用上述方式进行。
30.侧拉门有限元建模与试验对标某商务车侧拉门有限元建模整体一阶弯曲为34.82hz；试验测试所得一阶弯曲为34.78hz，如图5所示；cae与试验对标相符。
31.以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。