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基于Abaqus分析车门关门耐久性能

樊玉言，王俊，盛守增

长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心，河北保定，071000

摘要：建立某轿车前门的有限元模型，利用Abaqus软件模拟一次前门的关门过程，将应力历程结

果导入nCode软件，计算前门的关门疲劳寿命。

关键词：开闭件；耐久性能；关门能量；nCode

TheAnalysisofDoor’sDurabilityBaseonAbaqusandnCode

FanYuyan,WangJun,ShengShouzeng

RDCenterofGreatWallMotorCompany,TheAutomobileEngineeringTechnologyResearchCenterof

HebeiProvince,BaoDing,071000

Abstract:Thefiniteelementmodelofafrontdoorisestablished.Theclosedtestofthedoorissimulated

byAbaqus.AndthelifeofthedoorisanalyzedbynCode.

Keywords:SwitchPart;Durability;EnergyofDoorClose;nCode

0引言

内部气压升高，气压的升高使得关门力急剧增加，

从而影响车门关闭，这就是气阻效应。根据能量

车门作为车身系统的重要组成部分，其性能守恒定律，由于气阻效应的存在，在车门关闭过

的好坏直接影响着整车使用性能的高低，车门与程中需要损耗能量，这也是迫使关门力增大的因

其他车身结构共同组成了一个密闭空间，起到隔素。

绝噪声、保护车内乘员的功能，而作为车身结构

1.2密封条压缩变形的影响

中使用频率较高的开闭件而言，车门出现问题主

要是以经常开闭而造成疲劳损伤。对车门进行开

闭耐久性能试验是非常必要的，然而车门开闭耐

久性能试验非常耗时且试验成本高昂，采用有限

元进行模拟开闭过程并进行疲劳分析是可行的

方法之一。

在设计车门与车门框的结构时两者之间存

在一定间隙，此间隙主要通过安装密封条来实现

封堵，达到车厢内部与外界的隔离，防止风、水、

灰、热量等侵入车厢内部。同时，密封条在车门

关闭时可起到缓冲作用，防止饭金件之间直接接

触产生的异响。车门密封条是典型的海绵橡胶与

1影响车门关闭的因素分析

密实橡胶2种材料通过挤压而成的球状物，为了

车门在关闭过程中的受力情况相当复杂。从

力学角度讲,驾驶室内压缩空气的外推力、密封

条被压缩后产生的阻力、车门铰链的机械阻力、

车门转动轴线设计的前倾和内倾产生的重力、车

加强定型和固定作用，一般在密实橡胶内部增加

金属骨架。由于密封条的存在，车门必须克服胶

条的阻碍作用才能关闭，所以密封条对车门关闭

力有负面影响，属于迫使车门关闭力增大的因素。

1.3限位器的影响

门锁及限位器产生的阻力等在车门关闭过程中

都会对车门产生作用。车门关闭过程中所消耗的车门开度限位器是控制车门开度的机构，通

能量主要包括气压阻效应、密封条压缩变形、限常限位器有2-3个挡位使车门可以停留在不同

位器、门锁、重力和铰链6大因素产生的关闭阻的开度，当车门固定在某一挡位时，需要一定的

力所消耗的能量。作用力才能使其跳出这一挡位，一旦跳出此挡位，

车门就会在限位器弹簧力储备的能量的作用下

1.1气阻效应的影响

车内气阻效应损失的能量主要是在关闭车

门的过程中，空气被挤压至车厢内部，造成车厢

继续向前运动。限位器对关门力的影响主要是由

弹簧的特性所决定，其通过作用于车门上的转矩

—1—

对车门的运动进行影响，限位器在车门关闭瞬间过大的沙漏能现象，若能量不守恒，或者沙漏能

起到了推动车门关闭的作用，有助于车门的关闭。过大，说明建立的模型不准确，需要调整模型重

新进行分析计算。

1.4门锁的影响

当锁体运动到与锁环接触时，锁环对车门关

闭产生了阻力效应，在锁体与锁环接触瞬间，阻

力明显变大，但是当锁舌越过锁环瞬间又迅速减

小，直至锁舌后部与锁环完全接触时，此力再次

迅速变大。在车门关闭过程中，锁体对车门关闭

力起着阻碍作用。

观察车门的整个碰撞过程以确定车门完全

关闭所需的时间，取车门的动能为作为判断的标

准，即当车门的动能达到最小时认为车门完全关

闭。从如图1所示的车门关门碰撞过程的动能变

化曲线可以看出，在0.01s左右时车门的动能最

小，此时车门完成一次关闭。

1.5铰链及车门自身重力的影响

铰链轴线的方向是向车厢内倾斜的，车门在

关闭过程中，