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板料冲压成形力学性能变化对车门结构性能的影响研究
| 论文题名： | 板料冲压成形力学性能变化对车门结构性能的影响研究 |
| 关键词： | 汽车车门;结构性能;板料冲压;力学性能 |
| 摘要： | 汽车车身结构设计是汽车被动安全性设计的一个重要方面，车身结构性能的分析方法主要有有限元仿真和试验法。在传统汽车结构性能仿真分析中，设计人员经常将设计好的三维数模，直接导入有限元仿真软件中，即采用“白网格”对车身零部件的疲劳、冲击、振动、强度以及刚度性能进行仿真分析，而忽略板料经冲压成形后，产生的力学性能变化对车门结构性能的影响。车身覆盖件经模具冲压成形必然产生板料厚度变化，应变和应力，这些因素必然会影响车身结构的强度和刚度。因此本文基于并行工程思想，以某车型的前车门为研究对象，采用仿真和试验相结合的方法，分析车门覆盖件冲压成形力学性能改变对车门结构性能的影响，以获得更加接近实际的车身结构性能分析精细化仿真方法。本文的主要研究内容和结论如下: 运用有限元前处理软件对车门模型进行结构简化、几何清理、网格划分以及质量控制等处理后，建立了完整的车门有限元模型，并通过Hypermesh软件获取车门前四阶的固有频率和振型。 运用KMAS软件一步逆成形技术，对车门内外板进行冲压成形仿真分析，将仿真分析的厚度、应力、应变结果，作为车门结构性能分析的初始厚度、应力、应变，引入到车门结构性能的仿真分析中，分别进行了车门位移量、扭转刚度和下沉刚度的数值分析，并与白网格划分方法的有限元数据进行对比，研究表明考虑成形因数之后，无论是最大位移、最大应力、扭转刚度及下沉刚度均有显著的变化。 采用前一章引入成形因数后的有限元模型以及“白网格”完成了车门模态的数值分析和车门模态的试验研究，设计了车门数值计算模态和试验模态的分析流程。按照试验模态的分析步骤依次对激振系统、激振点的数目和位置以及结构的支撑方式进行了选择，采集试验数据经模态分析系统分析，获得车门试验条件下的各阶模态频率和振型;将其与考虑冲压成形历史的有限元计算模态分析的频率和振型对比，两种分析结果对比表明考虑成形因数后的数值计算模态分析结果与试验模态分析结果相近，误差小于5％。 基于上述分析结果，考虑板料成形力学性能的影响是提高车身结构性能仿真精度的必要条件。 |
| 作者： | 程林 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李红;李源 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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