CN112163353A - 一种车门内开手柄总成的建模方法及强度分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车门内开手柄总成的建模方法，其包括如下步骤：S1，分别建立手柄、底座的三维模型，进行网格划分；S2，分段建立转轴的三维模型；S3，对通孔部分和应力集中区域进行网格细化；S4，将网格模型导入有限元分析软件，按照部件之间的实际接触关系定义相关接触对，建立有限元模型并将手柄的材料参数赋予有限元模型。其能够保证模型精度满足要求，提高仿真分析结果的准确性。本发明还公开了一种车门内开手柄总成的强度分析方法，采用上述的建模方法得到车门内开手柄总成的有限元模型，利用仿真分析方法替代实物验证，节约研发时间，降低开发成本。

Description

一种车门内开手柄总成的建模方法及强度分析方法
技术领域
本发明涉及汽车放置技术领域，具体涉及车门内开手柄总成的建模方法及强度分析方法。
背景技术
汽车的车门内开手柄总成是由塑料底座、塑料手柄及金属转轴共同组成，这些组件主要通过塑件本身及金属结构连接。内开手柄是汽车门开启的主要功能结构，车门开启时，各部件之间因为力的相互作用会产生一定程度的塑性变形，而其手柄的强度直接影响用户对用车的体验感。经过查阅现有的文献和专利，在做车门内开手柄强度试验时，可以分为两类：
第一类是先直接生产出内开手柄总成零部件，将内开手柄总成按照实际安装状态固定，在离手柄自由端尖端的位置沿开启方向加载一固定大小的力并保持10s以上。此时采用精密量具测算出内开手柄在施加固定大小的力的某一固定部位的变形大小及破坏情况。由于测量仪器的精度、施力大小是否稳定都会对测试结果造成一定影响，试验精度很难得到保证。并且若试验结果不合格，前期制造车门内开手柄总成的模具、生产线都需要进一步更改优化，增加了研发时间和研发成本。
第二类是先建立完整详细的车门内开手柄总成虚拟模型，在软件中通过仿真分析计算出内开手柄在固定部位施加一固定大小的力的强度风险，相应地模型精度将直接影响仿真分析结果的准确性。
发明内容
本发明的目的是提供一种车门内开手柄总成的建模方法及强度分析方法，其能够保证模型精度满足要求，提高仿真分析结果的准确性，节约研发时间，降低开发成本。
本发明所述的车门内开手柄总成的建模方法，所述车门内开门手柄总成包括底座和手柄，所述底座上固定连接有转轴，所述手柄一端可转动连接在转轴上，所述底座和手柄均设有与转轴对应配合的通孔，所述建模方法包括如下步骤：
S1，分别建立手柄、底座的三维模型，进行网格划分，根据
Figure BDA0002693888070000011
确定手柄、底座与转轴配合的通孔沿周长方向的网格划分份数，R为通孔半径，N为沿周长方向的网格划分份数；
S2，分段建立转轴的三维模型，先建立与通孔对应配合部分的转轴网格模型，所述转轴与通孔上的节点一一对应，再建立剩余部分的转轴网格模型；
S3，对手柄、底座和转轴的网格模型中的通孔部分和应力集中区域进行网格细化，局部网格细化时网格应均匀过渡；
S4，将S3得到的网格模型导入有限元分析软件，按照部件之间的实际接触关系定义相关接触对，建立有限元模型并将手柄的材料参数赋予有限元模型。
进一步，所述S1中手柄和底座的通孔位置采用直角三角形网格划分；所述S2中转轴网格模型与通孔对应的部分采用直角三角形网格划分，其余部分采用六面体网格划分。
进一步，所述S3中手柄、底座和转轴的网格模型中的通孔部分和应力集中区域网格尺寸细化至0.2～0.5mm。
进一步，所述S3中手柄和底座在厚度方向至少划分为四层网格。
进一步，所述S4中手柄的材料参数的获取方法为：首先剪切出部分手柄使用的塑料基材，利用电子万能试验机，对塑料基材进行力的拉伸试验，根据电子万能试验机力位移的试验数据，绘出弹性特性曲线。
一种车门内开手柄总成的强度分析方法，其包括如下步骤：
1)采用上述的车门内开手柄总成的建模方法得到有限元模型；
2)向手柄施加载荷，载荷的加载方向为手柄开启方向；
3)将有限元模型导入Abaqus中进行仿真分析得到云图参数值，云图参数值与标准要求进行对比得到分析结果。
进一步，所述步骤3)中标准要求为手柄的材料屈服应力，所述云图参数值为仿真分析得到的应力值，若应力值≤80％的材料屈服应力，则判定车门内开手柄总成的强度合格，反之则判定不合格。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果。
1、本发明建立手柄、底座的三维模型，分段建立转轴的三维模型，保证了转轴的三维模型与手柄和底座的三维模型的匹配精度。根据经验公式确定通孔沿周长方向的划分份数，限定了转轴与手柄和底座通孔上的节点一一对应，保证了三维模型的连续以及后续仿真分析计算时收敛。采用有限元分析软件按照部件之间的实际接触关系定义相关接触对，建立有限元模型并将手柄的材料参数赋予有限元模型，提高了建模精度，为车门内开手柄总成的仿真分析提供了基础。
2、本发明采用特定的建模方法得到车门内开手柄总成的有限元模型，利用仿真分析方法替代实物验证，提高了车门内开手柄总成强度的分析效率、分析工作的可靠性和求解精度，仿真分析数值和实际车门内开手柄总成强度试验值误差不超过5％。并且大幅减少了工作量，缩短了研发时间，降低了研发成本。
附图说明
图1是本发明所述车门内开手柄总成的结构示意图；
图2是本发明所述通孔沿周长方向的划分份数示意图；
图3是本发明所述转轴与通孔的配合示意图；
图4是本发明所述通孔内壁的网格划分示意图。
图中，1—底座，2—手柄，3—转轴，4—通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
一种车门内开手柄总成的建模方法，参见图1，所述车门内开门手柄总成包括底座1和手柄2，所述底座1上固定连接有转轴3，所述手柄2一端可转动连接在转轴3上，所述底座1和手柄2均设有与转轴3对应配合的通孔4。
所述建模方法包括如下步骤。
S1，使用建模软件HyperMesh分别建立手柄1、底座2的三维模型，进行网格划分，参见图2，根据经验公式
Figure BDA0002693888070000031
确定手柄1、底座2与转轴3配合的通孔4沿周长方向的网格划分份数，R为通孔半径，单位为mm，N为沿周长方向的网格划分份数，一般地，网格划分份数为18份或24份，优选24份。参见图4，手柄1和底座2的通孔3位置采用直角三角形网格划分。
S2，分段建立转轴3的三维模型，先建立与通孔4对应配合部分的转轴网格模型，手柄1与转轴3间隙应保证转轴3绕中心旋转过程中与手柄1无穿透，优选单边间隙偏置0.03mm，所述转轴与通孔上的节点一一对应，再建立剩余部分的转轴网格模型。参见图3，转轴三维模型与通孔对应的部分采用直角三角形网格划分，其余部分采用六面体网格划分。保证了三维模型的连续以及后续仿真分析计算时收敛。
S3，对手柄1、底座2和转轴3的网格模型中的通孔部分和应力集中区域进行网格细化，局部网格细化时网格应均匀过渡。为了避免沙漏效应，所述手柄1和底座2在厚度方向至少划分为四层网格。手柄1、底座2和转轴3的网格模型中的通孔4部分和应力集中区域网格尺寸细化至0.2～0.5mm。
S4，将S3得到的网格模型导入有限元分析软件，设定约束条件，按照部件之间的实际接触关系定义相关接触对，具体地，手柄与转轴、手柄限位面与底座采用接触连接，两个接触面之间必须平行，且不能存在穿透现象，接触面之间的距离不大于0.05mm。一个完整的接触需要设置设置接触对、主面、从面和接触属性四个参数，将主面、从面和接触属性赋予接触对完成接触设置。
建立有限元模型并将手柄的材料参数赋予有限元模型，提高了建模精度，为车门内开手柄总成的仿真分析提供了基础。
所述手柄的材料参数的获取方法为：首先剪切出部分手柄使用的塑料基材，利用电子万能试验机，对塑料基材进行力的拉伸试验，根据电子万能试验机力位移的试验数据，绘出弹性特性曲线。
一种车门内开手柄总成的强度分析方法，其包括如下步骤：
1)采用上述的车门内开手柄总成的建模方法得到有限元模型；
2)向手柄施加载荷，载荷的加载方向为手柄开启方向，导出INP文件；
3)将导出的INP文件导入Abaqus中的Job模块进行仿真分析，分析完成后输出变形云图、变形动画、应力云图、塑性变形云图。通过测量得到云图参数值，将云图参数值与标准要求进行对比得到分析结果。所述标准要求为手柄的材料屈服应力，所述云图参数值为仿真分析得到的应力值，若应力值≤80％的材料屈服应力，则判定车门内开手柄总成的强度合格。反之则判定不合格，通过调整有限元模型中各个部件的壁厚和结构，调整完成后继续进行仿真分析，直到分析结果合格。利用仿真分析方法替代实物验证，提高了车门内开手柄总成强度的分析效率、分析工作的可靠性和求解精度，仿真分析数值和实际车门内开手柄总成强度试验值误差不超过5％。并且大幅减少了工作量，缩短了研发时间，降低了研发成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车门内开手柄总成的建模方法，其特征在于，所述车门内开门手柄总成包括底座和手柄，所述底座上固定连接有转轴，所述手柄一端可转动连接在转轴上，所述底座和手柄均设有与转轴对应配合的通孔，所述建模方法包括如下步骤：
S1，分别建立手柄、底座的三维模型，进行网格划分，根据
Figure FDA0002693888060000011
确定手柄、底座与转轴配合的通孔沿周长方向的网格划分份数，R为通孔半径，N为沿周长方向的网格划分份数；
S2，分段建立转轴的三维模型，先建立与通孔对应配合部分的转轴网格模型，所述转轴与通孔上的节点一一对应，再建立剩余部分的转轴网格模型；
S3，对手柄、底座和转轴的网格模型中的通孔部分和应力集中区域进行网格细化；
S4，将S3得到的网格模型导入有限元分析软件，按照部件之间的实际接触关系定义相关接触对，建立有限元模型并将手柄的材料参数赋予有限元模型。
2.根据权利要求1所述的车门内开手柄总成的建模方法，其特征在于：所述S1中手柄和底座的通孔位置采用直角三角形网格划分；所述S2中转轴网格模型与通孔对应的部分采用直角三角形网格划分，其余部分采用六面体网格划分。
3.根据权利要求1或2所述的车门内开手柄总成的建模方法，其特征在于：所述S3中手柄、底座和转轴的网格模型中的通孔部分和应力集中区域网格尺寸细化至0.2～0.5mm。
4.根据权利要求1或2所述的车门内开手柄总成的建模方法，其特征在于：所述S3中手柄和底座在厚度方向至少划分为四层网格。
5.根据权利要求1或2所述的车门内开手柄总成的建模方法，其特征在于：所述S4中手柄的材料参数的获取方法为：首先剪切出部分手柄使用的塑料基材，利用电子万能试验机，对塑料基材进行力的拉伸试验，根据电子万能试验机力位移的试验数据，绘出弹性特性曲线。
6.一种车门内开手柄总成的强度分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)采用权利要求1～5任一项所述的车门内开手柄总成的建模方法得到有限元模型；
2)向手柄施加载荷，载荷的加载方向为手柄开启方向；
3)将有限元模型导入Abaqus中进行仿真分析得到云图参数值，云图参数值与标准要求进行对比得到分析结果。
7.根据权利要求6所述的车门内开手柄总成的强度分析方法，其特征在于：所述步骤3)中标准要求为手柄的材料屈服应力，所述云图参数值为仿真分析得到的应力值，若应力值≤80％的材料屈服应力，则判定车门内开手柄总成的强度合格，反之则判定不合格。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102332047A (zh) * 2011-10-09 2012-01-25 西安交通大学 一种可实现六面体网格划分的螺栓有限元参数化建模方法
US20120259593A1 (en) * 2011-04-07 2012-10-11 El-Zein Mohamad S Method for the prediction of fatigue life for welded structures
CN104794302A (zh) * 2015-04-30 2015-07-22 奇瑞汽车股份有限公司 一种手制动操纵机构的底座结构的优化设计方法
CN104866635A (zh) * 2014-02-21 2015-08-26 广州汽车集团股份有限公司 车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析压头建模方法
CN106354982A (zh) * 2016-10-14 2017-01-25 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种电力线夹有限元仿真分析方法
CN107763173A (zh) * 2017-11-22 2018-03-06 电子科技大学 一种基于有限元分析的斜齿轮时变啮合刚度计算方法
WO2018050015A1 (zh) * 2016-09-19 2018-03-22 舍弗勒技术股份两合公司 目标元件温度获取方法及装置、轴承寿命评估方法及装置
CN109101771A (zh) * 2018-09-29 2018-12-28 江西昌河汽车有限责任公司 一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法
CN109388833A (zh) * 2017-08-11 2019-02-26 上汽通用五菱汽车股份有限公司 一种基于疲劳寿命的弹性元件结构优化设计方法
CN111539135A (zh) * 2020-03-20 2020-08-14 上汽大众汽车有限公司 一种用于钣金连接区域疲劳开裂预测的有限元建模方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120259593A1 (en) * 2011-04-07 2012-10-11 El-Zein Mohamad S Method for the prediction of fatigue life for welded structures
CN102332047A (zh) * 2011-10-09 2012-01-25 西安交通大学 一种可实现六面体网格划分的螺栓有限元参数化建模方法
CN104866635A (zh) * 2014-02-21 2015-08-26 广州汽车集团股份有限公司 车身外覆盖件外板抗凹性仿真分析压头建模方法
CN104794302A (zh) * 2015-04-30 2015-07-22 奇瑞汽车股份有限公司 一种手制动操纵机构的底座结构的优化设计方法
WO2018050015A1 (zh) * 2016-09-19 2018-03-22 舍弗勒技术股份两合公司 目标元件温度获取方法及装置、轴承寿命评估方法及装置
CN106354982A (zh) * 2016-10-14 2017-01-25 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种电力线夹有限元仿真分析方法
CN109388833A (zh) * 2017-08-11 2019-02-26 上汽通用五菱汽车股份有限公司 一种基于疲劳寿命的弹性元件结构优化设计方法
CN107763173A (zh) * 2017-11-22 2018-03-06 电子科技大学 一种基于有限元分析的斜齿轮时变啮合刚度计算方法
CN109101771A (zh) * 2018-09-29 2018-12-28 江西昌河汽车有限责任公司 一种汽车发动机舱盖扭转刚度分析方法
CN111539135A (zh) * 2020-03-20 2020-08-14 上汽大众汽车有限公司 一种用于钣金连接区域疲劳开裂预测的有限元建模方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
康仕彬: ""试析基于有限元分析的摩托车车架优化设计"", 《内燃机与配件》 *
李永峰 秦宇志: ""关于背门侧装饰件注射模浮动板抽芯机构的研究"", 《塑料注射模技术》 *

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