車門系統一般由本體、附件和飾板三部分組成。本體包括車門內板、車門外板、車門窗框、車門加強橫樑和車門加強板。附件包括車門鉸鏈、車門限位器、門鎖機構、內外手柄、升降玻璃及密封條。飾板包括飾板本體、吸音棉、內飾蒙皮、扣手、揚聲器面罩和卡扣等。

有限元分析求解過程

運用CAE技術解決工程實際問題，一般步驟主要如下：

1）前處理階段：在前處理軟體中（Hypermesh）簡化資料模型，進行網格劃分和網格質量檢查，新增材料和屬性構建有限元分析模型。

2）計算階段：將有限元模型提交求解器計算。

3）後處理階段：在後處理軟體（Hyperview）中提取結果（包括但不限於應力、應變和變形量），參照企業標準，根據計算的效能引數，進行最佳化處理。

車門有限元分析例項

1．車門有限元分析前處理

（1）幾何清理

在對車門鈑金件抽取中面過程中一般會造成幾何缺陷，因此需要進行相關幾何修復：改變幾何拓撲關係、幾何簡化等，如圖1所示。

圖 1 車門有限元網格

（2）網格劃分

車門主體用殼單元，單元長度選取5mm，單元型別為S4或S3，鉸鏈和膠接等處採用六面體單元，單元型別為C3D8R。

（3）網格質量檢查

本文選取網格質量評價標準見表1。

表 1 網格質量評價標準

（4）車門連線

1）點焊連線：在車門總成中，例如玻璃後導軌及其連線板等需要點焊連線。在點焊時通常選取30～60mm間距，但是實際距離按照零部件形狀來調整，點焊的層數通常是兩層與三層，在Hypermesh當中，利用Bolt對零部件間的點焊進行模擬，如圖2所示。

圖 2 前車門點焊

2）縫焊連線：縫焊主要是為了滿足零部件連線在結構與強度上的要求，比如說防撞梁就是以縫焊完成連線，一般在零部件間留下1～2mm間隙，確保完成縫焊連線，在Hypermesh當中，使用Seam對零部件縫焊進行模擬。

3）螺栓連線：為了便於拆卸以及符合強度要求，例如車門鉸鏈安裝板、窗框左側立柱安裝板等需要螺栓連線。因為螺栓具有較大剛度，在Hypermesh當中，以RBE2對螺栓連線進行模擬。

4）塗膠連線：能夠替代焊接對特殊位置進行連線。密封膠主要用於車門各個零部件的縫焊與點焊連線處，主要是提升其密封性，避免腐蝕。Hypermesh當中，利用Adhesives對塗膠連線進行模擬。

2。車門下沉量邊界條件

根據整車強度耐久技術規範，針對下沉量的邊界條件，即約束及載入情況做如下說明，見表2。

3。車門下沉量結果及分析

在1000N載入下：車門鎖釦處Z方向實際變形量為9。908mm，標準要求＜10mm；解除安裝後殘餘變形量為1。272mm（圖3），標準要求1。5mm；車身最大應力為525。3MPa（圖4），材料HC420抗拉強度600MPa，車身最大塑性應變為1。09%；車門最大應力為182。6MPa（圖5），材料DC06抗拉強度320MPa；分析結果均符合設計要求，可見車門強度有一定的設計餘量，可以適當進行相應的輕量化處理。

圖3 解除安裝變形量1。272 mm

圖 4 車身最大應力 ：525。3 MPa MAT ：HC420

圖 5 車門最大應力 ：182。6 MPa MAT ：DC06

總結

車門作為車身系統的重要組成部件之一，相對於車身其他部件具有一定的獨立性，車門質量的好壞對於汽車總體的舒適性及安全性產生直接的影響。本文采用CAE技術對某款車門下沉量進行分析，輸出相關效能引數，可作為設計部門輕量化設計的重要依據。