车门动静态特性分析及试验验证

发布时间：2017-08-26 13:34

  本文关键词：车门动静态特性分析及试验验证

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【摘要】：车身工程是现代汽车产业链中最为年轻但同时发展非常迅速的分支机构。车门是车身系统中的一个重要组成部分,其性能好坏直接影响到汽车总体的安全性、舒适性和耐用性。车门的性能指标,主要体现在:车门的碰撞安全性能(刚度特性,包括弯曲刚度、扭转刚度等)、车门的模态性能、车门的密封性能和开合便利性等使用性能。刚度特性对于汽车安全性至关重要,模态分析对于提升车门以致整车的NVH性能都有很大帮助。借助于CAE分析软件,建立车门的有限元模型,对车门的刚度特性和模态特性进行仿真分析,结合试验测试对有限元模型的可靠性和准确性进行验证,为后续的优化设计提供参考和依据。本文以某客车试验车乘客门为研究对象,主要研究内容和成果如下:(1)对某客车乘客门CATIA3D数模进行有限元网格划分以及各分析工况约束和加载条件的确定,使所划分的车门有限元模型满足企业相关标准。(2)介绍了刚度试验及模态试验系统组成,对试验中可能产生的误差和需要注意的问题进行了分析并提出相应的解决办法,同时介绍了车门刚度的计算方法及模态的数据处理办法。(3)对车门有限元模型进行弯曲刚度、扭转刚度CAE分析,得出车门在特定约束工况、不同载荷下的位移云图和车门四个角的最大位移;介绍车门刚度试验的准备过程、试验过程和数据采集过程,得出试验数据并与仿真结果进行比对,验证车门有限元建模的准确性及可靠性并分析了两者结果存在差异性的原因。(4)基于理论模态分析,对乘客门进行了模态特性分析,得出了车门自由模态下前6阶的模态频率和模态振型图并分析车门的模态性能;介绍车门模态试验的准备过程、试验过程和数据采集过程,处理数据得出车门不同阶数下模态频率并描述振型。并将仿真分析结果与试验测试结果比对,印证有限元建模的可靠性和准确性,并分析两者之间存在的数据差异的原因。通过本文的研究和参照已有的文献资料,摸索出快速准确建立车门有限元模型的一系列方法和准则,包括快速建模方法、车门结构的简化原则等。通过车门的分析和试验测试结果对比表明,这些方法和准则有利于提高有限元建模分析的准确性和可靠性,为进一步对车门进行正向改进设计与优化奠定了技术基础。
【关键词】：车门 有限元建模 刚度分析 模态分析 刚度试验 模态试验
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.834
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外发展现状12-13
• 1.2.1 国内现状12-13
• 1.2.2 国外现状13
• 1.3 本课题研究内容13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 第2章 车门有限元模型的建立15-22
• 2.1 有限单元法理论15-18
• 2.1.1 有限单元法简介15-16
• 2.1.2 有限元分析法基本步骤16-17
• 2.1.3 有限元法优点17-18
• 2.2 车门有限元模型的建立过程18-20
• 2.2.1 网格划分标准18-19
• 2.2.2 单元属性的设置19-20
• 2.2.3 车门部件连接关系的确定20
• 2.3 车门的有限元模型20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 试验中关键问题的探讨与解决22-31
• 3.1 试验误差分析与注意事项22-23
• 3.1.1 弯曲刚度试验中的误差种类22-23
• 3.1.2 模态试验中的注意事项23
• 3.2 弯扭刚度值计算方法23-27
• 3.2.1 弯曲刚度值的计算方法23-25
• 3.2.2 扭转刚度值的算法25-26
• 3.2.3 模态分析方法26-27
• 3.3 试验系统组成27-30
• 3.3.1 刚度试验系统组成27-28
• 3.3.2 模态试验系统组成28-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第4章 车门刚度的有限元分析及试验31-43
• 4.1 刚度评价计算方法31-32
• 4.1.1 车门弯曲刚度分析31
• 4.1.2 车门扭转刚度分析31-32
• 4.2 车门弯曲刚度分析32-35
• 4.2.1 乘客门（不带玻璃）弯曲刚度仿真分析32-34
• 4.2.2 仿真结果分析34-35
• 4.3 弯曲刚度试验验证35-38
• 4.3.1 测试条件35-37
• 4.3.2 测试结果分析37
• 4.3.3 弯曲刚度有限元分析与试验结果对比37-38
• 4.4 扭转刚度仿真分析38-40
• 4.4.1 乘客门不带玻璃扭转刚度仿真分析38-39
• 4.4.2 扭转刚度仿真结果分析39-40
• 4.5 扭转刚度试验分析40-42
• 4.5.1 测试条件40-41
• 4.5.2 测试结果分析41
• 4.5.3 扭转刚度有限元分析与试验结果对比41-42
• 4.6 本章小结42-43
• 第5章 车门模态分析及试验43-52
• 5.1 有限元模态分析的理论基础43-44
• 5.2 乘客门有限元模态分析44-47
• 5.2.1 边界条件和模态计算44-45
• 5.2.2 模态结果分析45-47
• 5.3 乘客门模态试验验证47-50
• 5.3.1 模态试验原理47-48
• 5.3.2 模态试验准备48
• 5.3.3 传感器布置与几何图48-49
• 5.3.4 数据采集49
• 5.3.5 模态分析步骤和结果49-50
• 5.3.6 模态试验结果分析50
• 5.4 有限元模态与实验模态结果对比50-51
• 5.5 本章小结51-52
• 总结与展望52-54
• 参考文献54-57
• 致谢57

【参考文献】

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本文编号：741723