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1 引言
车门是车身的重要组成部分，当车门刚度不足，容易造成车门开启困难、密封不好、漏风渗雨等问题，从而导致车门产生噪声和振动，大大降低乘坐舒适性，使得人员体验度下降，降低产品质量。因此，对车门进行下沉刚度分析很有必要，有限元分析是验证车门刚度的重要手段。
Hyperworks 是汽车行业广泛应用的前后处理软件，其与多个求解器软件有很好的接口，比如Abaqus 、LS-DYNA 、Nastran 、A n s y s 、O p t i s t r u c t 等，汽车行业一般用Hypermesh 为其他求解器搭建有限元模型。L S -D Y N A 能够模拟真实世界的各种复杂问题，非常适合求解三维非线性结构的碰撞、金属成型等非线性动力学冲击问题，以Lagrange 算法为主，兼有ALE 和Euler 算法，以显式算法为主并有隐式算法，是通用的结构非线性有限元分析程序。
本文利用Hyperworks 软件对车门建立有限元模型，在Hypermesh 中搭建LS-DYNA 求解器的CAE 模型，在LS-DYNA 中用隐式算法进行求解，对设计车前车门进行下沉分析，以了解其抵抗垂向变形的能力，
为结构设计提供参考依据。
2 某轿车前车门有限元模型
针对某新型电动乘用车前车门下沉分析所用有限元模型，如图1所示。
有限元建模过程中，对模型进行几何清理和几何简化，对薄板进行抽中面处理，铰链保留实体，划分实体单元，截取白车身部
王丹迎 吕振伟 孔庆珍 王彪 牛晓钦河南奔马股份有限公司 河南省许昌市 461500
摘 要： 四门两盖是乘用车的重要组成部分，车门作为重要构件，应当具备足够的刚度强度和抗振性能，本文利用
LS-DYNA 隐式算法对其进行有限元仿真分析计算，为车门设计验证提供可靠的理论依据。
关键词：Hyperworks；下沉刚度；LS-DYNA
表
1 麦弗逊悬架优化前后硬点坐标值
表
1 前车门所用材料
分，用铰链与其连接，白车身和车门部分用点焊和二氧化碳保护焊连接，前挡风玻璃和前车门玻璃用
胶粘连接。
网格采用四边形、三角形和四面体单元，用8mm 大小划分网格，三角形单元总数不超过5%，该有限元模型重量为25.6Kg ，节点数量为264882，单元数量为255874。
3 前车门材料属性
前车门所用材料属性如表1所示。
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4 边界条件
4.1 约束
约束车身断面处的平动自由度；约束车身与底盘连接处的全部自由度；约束锁扣处的侧向平动自由度；考虑铰链与侧围外板和车门内板之间的接触作用；考虑侧围外板和车门内板与各自加强板之间的接触作用。
4.2 载荷工况
Step1：施加车门总成自身重力； Step2：保持车门自身重力，在门锁处施加沿Z 轴负向的载荷1000N ；
冬季汽车保养常识Step3：保持车门自身重力，移除外载。其约束和载荷工况如图2迈瑞宝
所示。
图2 约束和载荷工况
5 计算结果与分析
5.1 工况一
车门在自重工况下的位移云图如图3所示，从图中可以看出车门在自重下的最大变形量为1.78mm ，发生在车门右上角。车门在自重工况下两铰链处的应力云图如图4所示，从图中可以看出下铰链处所受应力较大，最大应力值为255MPa
。
图3 自重下车门的Z
向位移
图5 门锁处施加沿Z 轴负向的载荷
1000N 车门的Z
向位移
图7 移除外载工况下车门的Z 向位移
图
4（a）上铰链附近区域应力云图
图
4（b）下铰链附近区域应力云图
的应力云图如图6所示，从图中可以看出上下铰链处所受应力相差不大，最大应力值为386MPa 。
图
6（a）上铰链附近区域应力云图
图
6（b）下铰链附近区域应力云图
5.3 工况三2021最新限号通知
车门在保持车门自身重力，移除外载工况下的位移云图如图7所示，从图中可以看
5.2 工况二
车门在保持车门自身重力，在门锁处施加沿Z 轴负向的载荷1000N 工况下的位移云图如图5所示，从图中可以看出车门在自重下的最大变形量为9.83mm ，发生在车门右上角。车门在保持车门自身重力，在门锁处施加沿Z 轴负向的载荷1000N 工况下两铰链处
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作者简介
王丹迎： （1990.9—），女，临汾，硕士，从事
CAE 分析。
红旗e-hs9报价及图片2021款吕振伟： （1987.3—），男，硕士，从事起重机械、
工程机械设计及研究。
孔庆珍： 男，河南省长葛市，大学本科，高级经
济师。
王 彪： （1987.7—），男，硕士，从事结构设
计及CAE 分析。
牛晓钦： （1982.12—），男，硕士，从事起重机械、
汽车底盘、工程机械设计及研究。
图
8（a）上铰链附近区域应力云图 （b）下铰链附近区域应力云图
出车门在自重下的最大变形量为3.07mm ，发生在车门右上角。车门在保持车门自身重力，移除外载工况下两铰链处的应力云图如图8所示，从图中可以看出下铰链处所受应力较大，最大应力值为278MPa 。
6 结论
通过对车门在三种不同工况下进行有限元分析，可以得出门锁处的垂向位移变形图，如图9所示。在车门下沉分析过程中，主要评判指标是门锁处的垂向位移是否小于目标值，从表2可明显看出，在自重下，门锁处垂向位移为1.27mm ，在工况二下，门锁处的垂向位移为7.46mm，卸载后的残余变形为0.79mm ，该车门门锁垂向位移均小于目标值，
符合设计要求，估可应用在实际车型中，为车门设计提供理论依据。
参考文献：
[1] 谷同金，张代胜.某型货车车门下沉刚度分析及改进设计[J].汽车科技，2012：36-38.[2] 谭继锦，张代胜.汽车结构有限元分析[M].北京：清华大学出版社，2009.
[3] 邢艳云，高婷婷.轿车车门下沉刚度分析及改进设计[J].天津：天津工程师范学院学报，2009.
特斯拉model 3实车曝光表
2 门锁处垂向位移
图9 门锁处的垂向位移变形图
长春汽博会９８７６５４３２
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Displacement（mm）
Time Step（ms）
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