汽车车门系统相关技术的研究

论文摘要

车门系统作为车身的一个重要组成部分,发挥着很重要的作用。因此,很好的进行车门系统的研究对于国内自主研发能力的发展意义重大。需要从理论上能够建立整个门系统的力学模型,并进行修正优化,得到一系列的技术积累,从根本上解决车门系统在整车上存在的问题。本文首先对有限元技术的发展进行了简要阐述,并对车门系统有关的CAE技术进行了介绍。通过有限元方法对某微车前车门的刚度进行多方案改进设计的计算、比较和分析,得到可行方案,使车门下沉刚度上升65%,改进后的车门的刚度特征满足车门设计需求。为了减少CAE分析的工作量,提出了一种评价内板刚度的方法,改进了内板刚度后,最终仅需要一次验算就能达到校核整个车门总成的标准刚度要求,避免了重复计算总成标准刚度,大大减少了计算过程,并用此方法对某微车滑移门内板进行了形状优化取得了满意的效果。阐述了国内外轿车车门密封系统的研究状况,并分析了密封条在车门闭过程中的受力情况,建立车门关闭力简化数学模型。针对某微车密封条的大变形特性以及材料的非线、结构非线性以及接触边界非线性的特点进行了有限元分析,并对其结构进行了优化,得到了更小关闭力的胶条结构,并和试验数据进行了对比,有较好的一致性,成功地定量分析与评价了密封条结构的性能,为今后采用先进的CAD/CAE技术对密封条结构进行了优化设计奠定了基础。最后通过对门锁系统和玻璃升降器的研究和分析,应用ADAMS软件和NASTRAN软件主要对锁体结构还有玻璃升降器的结构进行了修改和优化。对锁体结构提出了4点修改意见和方案,取得了较好的效果,仅支架的刚度就提高了近40%。通过分析,对玻璃升降器的结构和装配过程,提出了一套行之有效的方法,极大的降低了失效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 汽车CAE 技术简介
• 1.3 本论文研究内容和方法
• 第2章 CAE 技术的相关理论介绍
• 2.1 有限元技术的发展
• 2.1.1 有限元技术的发展的背景
• 2.1.2 CAE 技术的发展趋势
• 2.2 应用有限单元法解题的一般步骤
• 2.2.1 有限元法分析的一般过程
• 2.2.2 有限元法的单元类型
• 2.2.3 应用有限元法解题的具体步骤如下
• 2.3 坐标变换和整体刚度矩阵
• 2.4 刚度矩阵的求法
• 2.4.1 求转换矩阵
• 2.4.2 整体刚度矩阵的形成
• 2.5 小结
• 第3章 车门刚度研究及结构优化
• 3.1 引言
• 3.2 前车门总成的刚度分析及结构优化
• 3.2.1 车门的有限元模型
• 3.2.2 车门总成刚度计算与分析
• 3.2.3 提高车门下沉刚度的改进方案及计算分析
• 3.3 基于刚度的滑移门内板形状优化
• 3.3.1 问题描述
• 3.3.2 滑移门刚度计算
• 3.3.3 车门内板的优化设计
• 3.3.4 标准刚度验算
• 3.4 结论
• 第4章 车门关闭力和密封胶条的研究
• 4.1 引言
• 4.2 密封条的结构
• 4.3 密封条对车门力的影响
• 4.4 建立车门关闭力简化数学模型
• 4.4.1 密封条变形阻力
• 4.4.2 气压阻力
• 4.4.3 车门运动阻力总功
• 4.4.4 车门关闭力
• 4.4.5 数学模型的计算结果
• 4.5 密封条的材料模型
• 4.5.1 应变能函数
• 4.5.2 本构方程
• 4.5.3 实心橡胶材料模型
• 4.5.4 海绵橡胶材料模型
• 4.6 密封条压缩变形的有限元分析
• 4.6.1 非线性有限元分析
• 4.6.2 某车型车门密封条压缩变形有限元分析
• 4.7 实验数据与仿真结果对比
• 4.8 小结
• 第5章 车门锁系统研究及计算
• 5.1 门锁主要存在问题
• 5.2 具体原因分析
• 5.2.1 门锁系统运动分析
• 5.2.2 门锁失效的主要影响因素
• 5.2.3 门系统结构修改
• 5.2.4 门锁系统可能出现的其他问题
• 5.3 小结
• 第6章 车门玻璃升降器的研究
• 6.1 引言
• 6.2 车门玻璃升降器理论研究综述
• 6.2.1 车门玻璃升降器的主要功能
• 6.2.2 玻璃升降器一般的设计方法
• 6.2.3 车门玻璃升降器的技术要求
• 6.2.4 车门玻璃升降器失效的主要原因
• 6.2.5 按玻璃升降器的失效原因不同所用不同研究方法的简单介绍
• 6.3 某车型汽车车门玻璃升降器失效模式的研究
• 6.3.1 问题描述
• 6.3.2 分析失效原因及其解决方法
• 6.3.3 玻璃升降器的试验分析
• 6.4 某汽车车门玻璃升降器失效问题的解决方案
• 6.4.1 车门玻璃导轨失效问题的解决方案
• 6.4.2 玻璃槽口宽度不合理引起玻璃升降器失效问题的解决方案
• 6.4.3 车门内、外板刚度不足引起玻璃升降器失效问题的解决方案
• 6.4.4 车门玻璃存在问题而引起升降器失效的解决方案
• 6.4.5 玻璃导槽存在问题而引起升降器失效的解决方案
• 6.4.6 玻璃内外胶条存在问题而引起升降器失效的解决方案
• 6.4.7 车门玻璃升降器本身存在问题而失效的解决方案
• 6.5 小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢