基于HyperWorks的轿车车门外板抗凹性分析

1 概述

    车门外板尺寸较大、带曲率、有一定的预变形，在使用过程中常常会受到外载荷的作用， 如人为的触摸按压、行进过程中碎石的冲击等等，这些载荷往往使覆盖件形状发生凹陷挠曲甚至产生局部永久凹痕，影响到整车的外观品质。
    车门外板件以及车身外板的抗凹性分析属于品质分析，其直接影响车辆外观品质，因此很有必要对车门外板进行抗凹性分析，本文主要介绍了模拟用户手指（或其它）对外板局部按压等动作引起的车门外板的变形，车门的外板是不允许出现太大的变形以及局部的失稳凹陷；因此本文中主要介绍了利用HyperWorks软件平台进行前后处理，使用ABAQUS软件求解，考察车门外板在小的局部区域受外力作用时的外板的弹性恢复性能，即外力撤销后产生的残余变形。
本文进行车门外板抗凹性分析的流程，如图1所示：

图1 车门外板抗凹性分析的流程

2 有限元模型的建立
    车门是由壳体、附件和内饰盖板三部分组成。本文中主要针对车门外板进行抗凹性分析，因此对其余部件不做建模， HyperMesh软件为用户提供了丰富的单元库，用户可以根据自己所分析项目的不同灵活选择单元类型。本文中车门的钣金件采用壳单元来划分网格，压头采用六面体单元划分网格。
2.1 网格划分
    在划分网格之前，首先要根据分析类型确定单元的类型，还要控制单元的数量，单元的数量直接影响前处理工作量和计算时间，根据有限元法的基本原理，应该说单元划分得越细，越接近真实结果，但是由于实际的计算机资源的限制和计算所用时间的经济性，单元基本的大小要有一定的限度。对于每个特定的零件，根据它的具体结构和复杂程度来划分单元。本文中车门外板采用壳单元划分，其基本尺寸定为10mm。压头采用六面体单元划分，其基本尺寸定为5mm。图2为外板、压头网格划分情况。

图2 车门外板及压头有限元模型

2.1.1模型概述
    模型中共有四边形单元7896个、三角形单元107个、六面体单元1904个，三角形占总单元数的1.3%。

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