某车型尾门扭转刚度优化分析

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1、某车型尾门扭转刚度优化分析摘要：针对某车型尾门扭转刚度不满足目标值问题，通过CAE分析手段，寻找改善关键点，并通过优化封板区域结构框架分布，改善扭转刚度值，并满足目标值。在这个过程中，寻找到一些对尾门扭转刚度影响较大的因素，为后续车型尾门内板结构设计提供有力的参考，减少走弯路的时间，提高设计效率。关键词：尾门；CAE分析；扭转刚度；优化分类号：U463.834文献标识码：A文章编号：1005-2550(2015)01-0046-06门是车身结构的重要组成，其性能主要通过模态、刚度、强度、抗凹性等指标来体现。对于门盖性能指标，主机厂一般采用CAE模拟分析的方式进行评价

2、。而刚度指标是衡量门盖性能的一项重要指标，对于尾门来说，扭转刚度又是刚度指标中最值得关注的一项。在做某车型尾门系统设计的过程中，就遇到了尾门扭转刚度不能满足目标值的问题，经过和CAE工程师一起做方案分析对比，经历了各种曲折后，最终使得该尾门系统的扭转刚度及其他性能指标均很好的满足各指标要求。以下介绍为解决该问题的一些思路及方案，并在此拿出来与大家一起讨论如何在设计初期能够有效的做某车型尾门扭转刚度优化分析摘要：针对某车型尾门扭转刚度不满足目标值问题，通过CAE分析手段，寻找改善关键点，并通过优化封板区域结构框架分布，改善扭转刚度值，并满足目标值。在这个过程中，寻找到

3、一些对尾门扭转刚度影响较大的因素，为后续车型尾门内板结构设计提供有力的参考，减少走弯路的时间，提高设计效率。关键词：尾门；CAE分析；扭转刚度；优化分类号：U463.834文献标识码：A文章编号：1005-2550(2015)01-0046-06门是车身结构的重要组成，其性能主要通过模态、刚度、强度、抗凹性等指标来体现。对于门盖性能指标，主机厂一般采用CAE模拟分析的方式进行评价。而刚度指标是衡量门盖性能的一项重要指标，对于尾门来说，扭转刚度又是刚度指标中最值得关注的一项。在做某车型尾门系统设计的过程中，就遇到了尾门扭转刚度不能满足目标值的问题，经过和CAE工程师一

4、起做方案分析对比，经历了各种曲折后，最终使得该尾门系统的扭转刚度及其他性能指标均很好的满足各指标要求。以下介绍为解决该问题的一些思路及方案，并在此拿出来与大家一起讨论如何在设计初期能够有效的做出尽可能符合扭转要求的尾门结构。1尾门扭转刚度计算方法尾门扭转刚度计算模型一般由：尾门内外板、各加强板、尾门铰链、限位器、缓冲胶塞、气弹簧、后挡风玻璃等组成。通过约束铰链六个方向的自由度（放开主副铰链连接轴线自由度）及门角缓冲块位置对应外板绕铰链旋转切线方向平动自由度（如果门角位置无缓冲块则直接约束门角处对应外板位置），在约束位置Y轴（整车坐标系）对称外板25mmX25瞧区域施

5、加铰链旋转切线方向分布力600N（局部坐标系）。检查尾门内板受力位置最大位移量及卸载后的永久变形量（初步定义目标值为最大位移方案七，（如图10所示）变形量由74.1/13.68改善到42.91/1.946。这两个方案都满足目标值，对于外板抗凹性（左右下角区域）可能需要单独增加加强板，成本会增加。且过多的大平面结构冲压成型质量相对会下降，在车辆行驶过程中有异响或类似的NVH问题发生的风险。方案七不再需要增加单独的加强板提供外板的抗凹性需求，无论是从成本还是计算结果上都更优，因此最终选定方案七，并在此基础上完善相关安装结构及装点信息，增加辅助加强筋，提高冲压工艺性。最终

6、方案如图11所示。最终方案，变形量由最初的74.1/13.68改善到38.24/2.03,扭转刚度性能由严重不满足要求到达标，收效非常明显。4扩展分析其实，在所有这些方案之前，也曾有过一版数据的调整。当时由于感知质量，总工要求尾门密封面周圈的外漏钣金要均匀一致，在此要求的基础上，将后挡风玻璃上端的尾门腔体做了一些调整，将原本密封条配合露出的“月牙”区域切除，具体截面件图12上图所示，更改后如图中粉色线条所示。同时为提高抗凹性增加支撑脚，将窗框附件的减重孔Y向尺寸加大了约10mm。此次更改导致的结果是，扭转刚度由之前的74.1/13.68变为120/40.17,情况变

7、得更加恶劣了，但是出于感知质量的需求，必须接受此区域的结构的变化。解决扭转刚度不足问题也只能从其他方面着手。从这个结果看，排除之前方案分析的减重孔Y向尺寸对扭转刚度的影响。尾门后档上端的腔体尺寸严重影响了扭转刚度的结果。其影响力达到了约30%以上，可见尾门上部腔体对扭转刚度的影响程度。本公司另一款车型扭转刚度一致无法提升，经过对结构的分析，其主要原因也是在上部腔体尺寸上，主要是铰链两端的腔体尺寸偏小（不到20mm的空腔），通过调整密封面，将腔体加大10腿后，扭转刚度计算值由之前的60.7/11.6改善至41.74/1.898，指标达标。对标目前市面上的车型，以及