汽车开闭件屈曲、抗凹分析研究

汽车开闭件屈曲、抗凹分析研究

李阳

天津三电汽车空调有限公司  天津市 300000

摘要：近几年因为各种原因，与汽车有关的不安全事故频发。因此，应在制造的过程中分析汽车的各项性能，汽车的开闭件屈曲、抗凹程度体现开闭件的平稳性，但是因为开闭件外板结构具有不稳定性，采用有限元的分析方式，提升开闭件的设计原理，体现屈曲、抗凹的性能。

关键词：开闭件；抗凹；研究分析

汽车的组成部件涉及很多，像发动机、轮胎、方向盘、底盘等，在汽车的制造中需要提升每个组成部件的功能，汽车的使用效率及使用年限是由每个部件决定，应该在制造的过程中严控每个环节，提升其质量，保障汽车使用更能满足人们的需求，提升汽车的使用价值。汽车在生产制造中应不断应用先进的技术，提升汽车各个部位的性能，促进用户安全的使用汽车，减少因为汽车不合格的问题引发的事故。汽车开闭件作为汽车重要的组成部门，对汽车的性能有着关键的影响。汽车开闭件稳定性主要是通过开闭件屈曲抗凹来体现，文章主要浅谈汽车开闭件屈曲、抗凹分析，提升汽车开闭件的稳定性，保障汽车安全的使用。

1汽车开闭件屈曲、抗凹采用有限元分析原理

有限元的分析原理是采用数学中近似值方式，通过建立模型进行各项的分析，通过分析总结汽车开闭件的结构性能。在实际中通过对汽车开闭件进行分解[1]，将整体的问题划分为简单的每个区域的问题，通过对每个区域的性能进行分析，总结其特征。因为在汽车开闭件的结构复杂，在实际中采用别的方式分析汽车开闭件的问题，会面临很大的问题，采用有限元的方式可以应对各种复杂的状况，有限元的近似值高，可以更加准确的说明汽车开闭件屈曲、抗凹的情况。有限元的方法应用的很广泛，尤其是对于工业上的设备分析，采用这样的方式可以为设计提供依据，汽车开闭件的设计结构合理，平衡度高，才能保障在运行中的安全性。汽车的闭合件作为其重要的组成部分，通过有限元的方式改进其设计原理，满足广大人民的需要，减少因为开闭件出现问题而造成汽车不能正常使用。通过优化设计的方案，减少事故的发生几率，提升汽车的使用价值及性价比，相对于同业而言，汽车的竞争优势更大。

2汽车引擎盖问题分析

2.1采用有限元的方式分析引擎盖的情况

对于汽车开闭件的屈曲、抗凹性分析，开闭件屈曲分析属于非线性的分析，应用的软件LS-DYNA，因为非线性分析需要的时间多，线性分析的时间较短，在实际的操作中模型的构建应体现出简单化且精确高的特点，在建立模型时应综合分析各种情况以及材料的选择使用，构建模型所需要选用的材料应符合国家的规定[2]，避免因为选择材料不符合要求，模型建立不严谨，出现人为原因的误差，影响整个分析的效果，应严格控制每个环节，针对不同的要求建立模型。本文中建立引擎盖有限元分析的模型，所选用的是领金件，领金件的使用方式为壳单元，单元的尺寸要求在9-11mm，模型中三角形的大小控制在一定的氛围内，不能超过6%。对于包边的处理采用焊接的方式，对各个环节的焊接点进行模拟，对于汽车开闭件板身材料的选择使用，应选择符合要求的材料。本文所选用的是弹性材料，对材料的使用情况记录应力、应变曲线，建立引擎盖的模型，采用有限元分析的方式，通过建立模型，在模型中继续进行操作，针对出现问题的环节，及时记录相关的数据，保障数据的准确性。

2.2汽车引擎盖屈曲、凹陷程度分析

本文对于引擎盖的分析采用的方式是ABAQUS，通过在实际中建立引擎盖的模型，总结运行情况，对于所记录的数据进行计算，采用ABAQUS的方式可以明确的看出应力云图的各种变化以及所测试位置的移动情况。通过对记录的各项数据进行分析发现，当模型的结构改变为屈曲，或者所使用材料的应力情况会出现增量并逐渐缩小的情况。通过对各个环节的分析，应在建立模型时根据各种要求，避免出现计算送代问题，模型的单元情况应符合规定。通过采用有限元的方式建立模型分析汽车开闭件的屈曲、抗凹的性能，通过模型的建立及记录相应的数据进行总结，位移情况及应力变化明显，测点情况由0N-400N，载荷数值在400N时出现最大的变化，引擎盖因为数据的对应点不同所具有的抗凹性不同，发生最大的位移点值数为10mm，通过分析计算出所存在问题的地方，在实际的设计中应针对有问题的地方及时进行相应的改进，提升其运作效率。

3试验情况与有限元分析的方式比较分析

3.1试验的情况说明

在分析汽车开闭件的情况时，对于领金件的处理采用测量的形式，对于领金件的处理是由经验丰富的工作人员，通过观察领金件的外观、领金件的手感，对领金件的情况进行总结分析，在实际的测量中对手感较差的部位进行总结标记。在实际的操作中所选用的工作人员很关键，一般对领金件情况十分了解，根据经验分析各项情况，分析测量点的位置。因为对领金件十分了解，通过触摸领金件判断领金件的质量，通过这样的方式记录手感较差以及测量值较低的地方。测量值来源于工作人员根据领金件的外观进行打分，在实际的操作中采用标记的方式是为了便于测量，提升测量的效率。

3.2测量所选用的方式

在操作中对外板刚度的测量主要需要的仪器有测力器、坐标测量仪等[4]，根据标注进行使用，根据受力点进行测量，因为汽车的车身左右情况一致，在测量中选择测左边情况或者右边情况，决定一个测量点，根据这个测量点选择出三个点，这三个点的距离与原测量点的距离为9-10mm之间选择点。根据三点的坐标情况进行测量，明确三角形的平面，通过对操作中施加力与不施加力的情况进行比较，记录相应的数据，通过这样的方式确定领金件的抗凹程度。

4汽车开闭件屈曲、抗凹的改进措施

通过采用试验方式及有限元分析的方式总结汽车开闭件屈曲、抗凹的情况，因为通过建立模型及试验的方式分析，存在的问题有引擎盖的屈曲性会出现相对的位移情况，通过整改引擎盖的中间部位，可以有效的提高屈曲性，符合设计的标准；内板与外板所使用胶水应选择用强度好的，对于外板可以增加震垫，通过这样的操作提升抗凹性，保障汽车开闭件的屈曲、抗凹的性能。正向设计的灵活度高，可以根据不同车型的要求和实际的装配环境，设计出满足该车型和环境所要求的零件，但由于是全新设计，不仅周期长，而且设计可靠性较低，依赖于设计人员的经验和水平，同时要通过相关的试验进行验证，设计风险大，成本高。通过扫描现有的零件，在计算机中形成点云，并通过相应的软进行后期分析处理，得到零件的结构形式、装配关系，从而参考现成零件确定尺寸公差、性能要求、材料要求等。逆向设计的周期短，设计可靠性较高，可以减少甚至取消相关的试验，设计风险小，成本低，但其灵活度低。由于受到车型和装配环境的限制，可能会为了借用而影响到周边零件以及自身功能的充分发挥，同时还存在专利侵权的隐患。

5结束语

通过对汽车开闭件屈曲、抗凹的情况进行分析，为了改进设计方案，采用试验及有限元的方式进行分析，通过分析在实际操作中完善出问题的地方，提高其性能，提升汽车每个环节的性能，通过改变厚度、选用合理的材料等方式，提升设计方案的可操作性。将来的开闭件开发中将采用模块化设计，其具有减少装配时间，在规模化生产中更节约成本、维修方便、结构简单等优点，同时对零部件的设计、开闭件材料的开发提出来更高的挑战。

参考文献

[1]魏树森.汽车开闭件屈曲,抗凹分析研究[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2017,30(S1):142-144.

[2]李石.轿车屈曲抗凹性能研究分析及优化[C]中国汽车工程学会年会.2016.96(6):150-151.

[3]韦永平.乘用车侧门及顶盖抗挤压性能分析及优化[D].重庆理工大学,2014.36(8):210-211.