门锁扣安装座钣金疲劳仿真分析及优化

2020-02-24 13:16:19 来源：汽车技术

导读： 摘　要：为了解决某车型门锁采用新结构后在台架试验中锁扣安装处钣金出现开裂的问题，本文采用静态疲劳仿真分析，对更改前后应力大小进行对比。通过对优化方案的仿真分析并进行对比，确定最终优化方案并通过台架试验验证。关键词：门锁；仿真；台架

1　引言

随着汽车市场的发展，顾客对汽车的感官品质需求也在提升，车门开启平顺性是顾客评价汽车品质的重要参考因素之一。按某车型的车门平顺性提升项目需求，需采用新锁体结构并同步采用新锁扣，同时需同步变更新锁扣在B柱钣金上的安装结构。车门通过锁扣与B 柱钣金连接在一起，在台架试验验证时，在悬置安装点加载加速度，在振动过程中，车门总成通过门锁扣将力传递到B 柱钣金处，强度不足易发生疲劳开裂现象。此处开裂不但影响车门的正常开启，而且由于是B 柱是一个整体的大覆盖件，一旦出现开裂，无法进行局部修补，必须整体更换驾驶室总成，极大的增加了客户的维修成本。由于台架试验采用的是直接加载加速度进行激励，与坏路试验通过不同路况进行激励不同，在同一个方向进行长时间的激励后，可以将零件局部的开裂更为明显的体现出来。本文通过对更改前后锁扣钣金强度进行对比，并对优化方案进行静力学仿真分析，并结合实际台架试验验证，确认最终的优化方案。

2　问题描述

在台架振动试验中，在完成前后，左右方向的振动后，车门锁扣安装处钣金正常，在继续按上下方向振动时门锁扣安装处钣金出现开裂，试验时长为目标时长的1/2。未通过试验验证，不满足设计质量要求。需对开裂部分进行原因分析，并进行加强，以满足台架试验需求。裂纹情况如图 1 所示。

3　仿真模型建立及分析

在 HyperMesh 软件中参考台架振动试验条件建立白车身有限元模型，模型采用壳单元来模拟各个钣金零件，焊接参考实车焊点布置采用 RBE2 单元连接，见图 2

通过对悬置安装点加载X，Y，Z 共 3 个方向加速度，对车门锁扣结构变更前后进行分析对比，见图 3。

如图3 所示，采用新锁体结构后，除 Y 向受力基本不变外，安装处钣金X 向， Z 向处受力均有较大提升，需对该处结构进行优化。

4　结构优化及仿真分析

因此处结构为现生产在用件，且考虑到周边系统装配及零件成型需求。综合考虑后主要有以下 2 个优化思路：方案 a，将侧围钣金料厚由1.0 加厚至1.2；方案b，在侧围内侧加焊 1 块 1.5 厚加强板进行局部加强。在确定以上2 种优化思路后，对原白车身模型按优化方案进行修改后分别进行运算，仿真分析结果如图 4 所示：

由图4可知，在施加相同激励的工况下，加焊加强板方案最优，在Z 向 X 向应力相比优化前有下降约 50%，比旧锁扣结构应力亦下降约 35%，优化后的方案满足台架试验要求。