《轎車車門設(shè)計(jì)及側(cè)碰分析》綜述

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1、《轎車車門設(shè)計(jì)及側(cè)碰分析》綜述1.1車門研究的內(nèi)容和意義隨著社會的發(fā)展和汽車工業(yè)的繁榮，汽車作為一種交通工具，在人們生活中起著舉足輕重的作用。汽車車身是整車的重要組成部分，而車門作為車身的一個重要組成部分，又發(fā)揮著它所特定的功能。車門的結(jié)構(gòu)型式很多，有旋轉(zhuǎn)門，拉門，折疊門和外擺式車門。后兩者主要用于大客車上。各類車的駕駛員專用門，貨車及轎車車門，大多采用旋轉(zhuǎn)門，開門時旋轉(zhuǎn)方向可以是往前(順開門)或往后(逆開門)，順開門在行車中比較安全。對車門的要求有：（1）具有必要的開度，并能使車門停在最大開度，以保證上、下車方便。安全可靠，車門能鎖住，行車或撞車時車門不會自動打開。（2

2、）開關(guān)方便，玻璃升降方便。（3）具有良好的密封。（4）具有足夠的剛度。不易變形下沉，行車時不振響。（5）制造工藝性好，易于沖壓并便于安裝附件。（6）外型上與整車協(xié)調(diào)。由此可見，車門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對車身乃至整車都有重大的影響，隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加快，汽車工業(yè)的競爭日益加劇，汽車巨頭們都在加緊新車型的設(shè)計(jì)與開發(fā)，由于發(fā)動機(jī)、底盤設(shè)計(jì)制造技術(shù)基本成熟，新車型便主要體現(xiàn)在電子設(shè)備和車身造型的更新上。同時，為減少新車型的開發(fā)成本、縮短新車型的開發(fā)周期、提高新產(chǎn)品的市場競爭力，全球各大汽車公司普遍實(shí)施了“平臺戰(zhàn)略”（PlatformStrategy)，車身的開發(fā)便是該戰(zhàn)略的主要組成部分。

3、目前，在一種新車型的開發(fā)項(xiàng)目中，40％的設(shè)計(jì)師和工程師是在從事與車身相關(guān)的開發(fā)。車身與汽車電子一起己經(jīng)成為目前汽車整車產(chǎn)品中最活躍的因素。我國的汽車工業(yè)同發(fā)達(dá)國家相比仍然落后很多，歸根結(jié)底就是因?yàn)檐嚿砑夹g(shù)的相對落后。因此，要大力發(fā)展我國的汽車工業(yè)關(guān)鍵就在于車身技術(shù)的發(fā)展。在新車型的開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，如何判斷車門結(jié)構(gòu)的合理性及車門結(jié)構(gòu)靜、動態(tài)性能的優(yōu)劣，并對車門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，是一項(xiàng)十分重要的工作。由于車門的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，用經(jīng)典力學(xué)方法很難得到精確的優(yōu)化解，為了能夠計(jì)算出車門的剛度和強(qiáng)度，往往對車門結(jié)構(gòu)進(jìn)行較多的假設(shè)和簡化，計(jì)算模型只能構(gòu)造得非常簡單，與實(shí)際的結(jié)構(gòu)形狀相差很

4、大。在國際汽車行業(yè)中，為了降低勞動強(qiáng)度，縮短開發(fā)周期提高數(shù)據(jù)傳輸精度減小設(shè)計(jì)誤差，節(jié)約能源符合綠色環(huán)保要求和污染控制標(biāo)準(zhǔn)保持產(chǎn)品競爭力，滿足用戶對汽車舒適性和外形多樣化方面的不斷追求。汽車制造廠商在產(chǎn)品與工裝的設(shè)計(jì)制造上競相采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)并逐步發(fā)展成為CAD/CAM/CAE一體化它除了用于設(shè)計(jì)繪圖，還大量用于汽車結(jié)構(gòu)分析模擬。車身外表面空氣動力學(xué)試驗(yàn)噪聲振動和碰撞試驗(yàn)等。基于知識的車門附件布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)是以基于知識的工程并行工程及面向?qū)ο蟮人枷牒图夹g(shù)為指導(dǎo)結(jié)合車門設(shè)計(jì)領(lǐng)域的知識規(guī)則以及領(lǐng)域?qū)＜业膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)以，CATIA為開發(fā)平臺借助，CATIA的二次開發(fā)工具，GII進(jìn)行開

5、發(fā)旨在簡化車門布置設(shè)計(jì)的重復(fù)性試探性和不確定性從而幫助設(shè)計(jì)人員得到最佳的車門布置方案。綜上所述，本課題具有一定的可行性和實(shí)用價值其應(yīng)用必將大大提高車門及其附件布置的設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量促進(jìn)車身設(shè)計(jì)水平的提高。但是，CATIA軟件在國內(nèi)汽車行業(yè)的應(yīng)用研究和二次開發(fā)的時間還不長并且知識工程的理論和實(shí)踐在我國發(fā)展還不夠成熟加之時間和其他客觀條件的限制所以本系統(tǒng)僅是一個探索嘗試其中的某些部分還有一定的欠缺還需進(jìn)一步的充實(shí)完善和維護(hù)1.2.1CAE技術(shù)簡介隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，產(chǎn)品在趨于多樣化、智能化的同時，會不可避免地趨于復(fù)雜化。對于復(fù)雜的工程，人們都希望能在產(chǎn)品生產(chǎn)以前對設(shè)計(jì)方案進(jìn)

6、行精確試驗(yàn)、分析和論證，這些工作需要借助計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，即CAE(ComputerAidedEngineering)。CAE是一個包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析、數(shù)據(jù)管理、試驗(yàn)、仿真和制造的綜合過程，關(guān)鍵是在三維實(shí)體建模的基礎(chǔ)上，從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段開始，按實(shí)際條件進(jìn)行仿真和結(jié)構(gòu)分析，按性能要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和綜合評價，以便從多個方案中選擇最佳方案，或者直接進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。CAE技術(shù)主要包括以下三個方面的內(nèi)容：(1)有限元法的主要對象是零件，包括結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度分析、非線性和熱場計(jì)算等內(nèi)容；(2)仿真技術(shù)的主要對象是分系統(tǒng)或系統(tǒng)，包括虛擬樣機(jī)、流場計(jì)算和電磁場計(jì)算等內(nèi)容；(3)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要對象

7、是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。在CAE技術(shù)中，有限元法(FiniteElementMethod)是運(yùn)用最成功，最廣泛的一種數(shù)值方法。它的核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化，就是將實(shí)際結(jié)構(gòu)假想地離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體。它將求解域看成是許多稱為有限元的小的互相連接的子域(單元)組成，對每一單元假定一個合適的(較簡單的)近似解，然后推導(dǎo)求解這個域的總的滿足條件的解，從而得到問題的解。目前用于有限元分析的軟件很多，如ADINA、PATRAN、NASTRAN、LDEAS、ANSYS等。從運(yùn)用有限元法對已設(shè)計(jì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行簡單校核，逐步發(fā)展到對產(chǎn)品性能的準(zhǔn)