车门设计除了酷炫，还要考虑这些......

大家在驾驶汽车的时候，首先操作的一个部位就是车门，因为只有坐进车里面，才能够进行驾驶方面的操作。车门是为驾驶员和乘客提供出入车辆的通道，并隔绝车外干扰，在一定程度上减轻侧面撞击，保护乘员。

年轻人都喜欢有创意的车门，现在是一个脑洞大开的时代，崇尚时尚的青年车主不怕特立独行，就怕创意不够。特斯拉Model X备受瞩目，鹰翼门的独特设计是其最大的亮点。但Model X车型上市后却收到大量投诉，部分投诉，则出现在MODEL X主打的鹰翼车门，鹰翼车门出现了闭合不严密、无法正常开闭等诸多问题。

车门往上打开的，虽然都是漂亮酷炫，但始终有安全隐患。在新车型的开发设计过程中，如何判断车门结构的合理性及车门结构静、动态性能的优劣，并对车门结构设计进行优化，是一项重要的工作。以下是元王为某车企进行的车门有限元分析案例。

分析背景

根据车门部件在实际使用中载荷与约束情况，对部件强度进行CAE仿真分析

分析类型：非线性静力学分析

载荷类型：支撑杆提供3000N力载荷，节点集中力加载

分析对象：连接头，支架，车身，车门钣金件

分析工况：①车门开启0°②车门开启82°

加载和约束

加载：对连接头集中力加载，合力大小3000N，合力方向为撑杆轴向

约束：对车身和车门钣金件边沿节点自由度完全约束

有限元模型基本信息

① 网格模型：连接头，支架，车身，车门

② 模型具体处理细节：车身，支架和连接头在0°和82°两种工况下静载分析

                     车门一半模型和连接头在0°和82°两工况下静载分析

③ 网格划分：钣金件抽中面，以壳单元划分，支架，连接头以实体单元划分

④ 焊接和螺栓部分以绑定或刚性单元耦合模拟

⑤ 网格类型：壳单元S8R/STRI65，实体单元C3D10M

仿真分析结果

车门开启动力学动画

0°工况下应力云图

0°工况下位移云图

0°工况下塑性变形云图

82°工况下应力云图

82°工况下位移云图

82°工况下塑性变形云图

支架变形动画-工况1

支架变形动画-工况2

分析结论

1、在两种工况中，最大应力基本超过材料屈服强度，甚至超过材料抗拉强度，因此，部件会发生塑性变形；

2、支架在两种工况下，变形都较大；

3、根据最大等效塑性变形，对比伸长率，支架被破坏风险较大，其余部件被破坏风险较小；

4、在此分析中，由于运用四面体二阶单元，节点应力计算结果较大，并有刚性单元相连部分网格出现畸变，因此，应力结果比实际情况可能有所偏高。

5、由于用到四面体二阶单元，当最大应力超出材料塑性后，运用塑性变形进行评判。

改善建议

1、支架强度改善：

① 对支架下端缝隙进行满焊连接

② 增加支架厚度

2、与连接头部位车身强度改善

① 增加车身与支撑杆连接螺栓的连接个数

② 增加车身连接板厚度

③ 车身连接板使用更高强度的材料

改善结果对比

支架下端进行满焊---支架变形有明显减小

增加车身与连接头连接个数---车身最大应力明显较小，并应力集中情况明显减弱

安全是没有99分的，100%的安全才叫安全，因此，再好、再酷的科技，都应该在保证安全的提前下才去普及！有限元科技依托十余年来的丰富仿真分析经验，为您的企业发展创造无限可能。