一种基于关门冲击载荷的乘用车外后视镜抗抖动设计方法与流程

本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种基于关门冲击载荷的乘用车外后视镜抗抖动设计方法。

背景技术：

在乘用车开发试制阶段，关闭前车门瞬间时常发现外后视镜抖动明显，该问题影响用户的感官体验，极大的影响用户对车辆的整体评价和良好品牌形象的建立。

以往的外后视镜关门抖动问题只有在试制后才能反映出来，此时再对车门及后视镜结构进行优化和修改，耗费时间长，成本高。

近年来，随着乘用车开发周期的缩短，对开发各环节提出严峻挑战，在保证产品质量的前提下，需要各专业提前介入，利用先进的技术手段，在项目早期对性能进行评估显得尤为重要。在开发早期对外后视镜抗关门冲击性能进行合理化设计，对于缩短开发周期、提升开发效率有极大的帮助。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于关门冲击载荷的乘用车外后视镜抗抖动设计方法，本方法通过在车门和后视镜开发早期合理化设计车门和外后视镜结构，可以避免后期车门关闭时外后视镜产生抖动，缩短开发周期，降低研发成本，提升用户感官体验，解决了外后视镜关门抖动的问题。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种基于关门冲击载荷的乘用车外后视镜抗抖动设计方法，所述方法包括：

步骤一、车门、车身和后视镜建模、车门密封条建模、车门锁建模、车门铰链建模；

步骤二、根据步骤一对外后视镜抗冲击抖动进行设计。

将车门、车身、后视镜、密封条、门锁和铰链模型按实际安装情况搭建到一起，建立车门关闭瞬态仿真模型，以车门关闭时的瞬间速度作为瞬态仿真计算边界条件，评价外后视镜抖动量；对车门及外后视镜进行结构优化，降低外后视镜抖动量以达到要求。

步骤一中所述车门、车身和后视镜建模的具体方法如下：

建立车门、门框部分车身和后视镜有限元仿真模型，将各零件按三维数据划分为有限元网格数据，并对车门焊点、胶粘、焊缝进行详细建模；之后将后视镜按设计位置安装在车门上，车门安装在截取的门框和对关门力有影响的部分车身模型上，打开一定角度使车门锁钩处于与车身侧锁环即将接触的位置。

步骤一中所述车门密封条建模的具体方法如下：

采用低密度泡沫单元建模，按照密封条截面形状分段赋给材料正定常数，其值通过与试验曲线标定来获取。

步骤一中所述车门锁建模的具体方法如下：

采用实体单元建模，在其表面覆盖一层壳单元以模拟锁扣与锁轮的接触力，计算过程中保证锁钩与锁环能够达到锁止状态，同时止动爪能够使锁钩保持锁止状态，通过与用试验测量得到的锁扣上接触力对比来调整车锁模型精度。

步骤一中所述车门铰链建模的具体方法如下：

采用abaqus软件中的hinge单元，用moony阻尼来模拟铰链的摩擦特性。

本发明的有益效果为：

本发明在车门和后视镜开发早期及时发现后视镜关门抖动风险，可以保证合理化车门和外后视镜结构有更大的设计空间，对车门和后视镜结构进行优化，可以避免后期车门关闭时外后视镜产生抖动现象，缩短开发周期，降低试制、试验和人力等成本，提升用户感官体验和品牌质量评价。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

参阅图1，一种基于关门冲击载荷的乘用车外后视镜抗抖动设计方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一、车门、车身和后视镜建模、车门密封条建模、车门锁建模、车门铰链建模；

所述车门、车身和后视镜建模的具体方法如下：

建立车门、门框部分车身和后视镜有限元仿真模型，将各零件按三维数据划分为有限元网格数据，并对车门焊点、胶粘、焊缝进行详细建模；之后将后视镜按设计位置安装在车门上，车门安装在截取的门框和对关门力有较大影响的部分车身模型上，打开一定角度使车门锁钩处于与车身侧锁环即将接触的位置。

所述车门密封条建模的具体方法如下：

车门密封条为橡胶元件，其具有高度的非线性，车门密封条受力受压变形特性对车门关闭力的大小起着决定性作用。密封条的受力变形特性可以认为是一种非线性的弹簧系统，其弹簧刚度的变化依赖于密封条的变形。故采用低密度泡沫单元即low_density_foam建模，按照密封条截面形状分段赋给材料正定常数等参数，其值通过与试验曲线标定来获取。

所述车门锁建模的具体方法如下：

通过试验测定车锁克服锁扣力和位移曲线，用以调试车门锁扣模型的弹簧刚度和阻尼特性，以及车门关闭瞬态过程的计算输入。锁体采用实体单元建模，在其表面覆盖一层壳单元以模拟锁扣与锁轮的接触力，计算过程中保证锁钩与锁环能够达到锁止状态，同时止动爪即棘爪能够使锁钩保持锁止状态，通过与用试验测量得到的锁扣上接触力对比来调整车锁模型精度。

步骤一中所述车门铰链建模的具体方法如下：

铰链对关门能量的损耗主要在于车门开关运动过程中，铰链固定部分和活动部分的相互摩擦，另外铰链轴线的内倾会减小关门能量，在分析中需要加以考虑。铰链建模拟采用abaqus软件中的hinge单元，用moony阻尼来模拟铰链的摩擦特性。

步骤二、将车门、车身、后视镜、密封条、门锁和铰链模型按实际安装情况搭建到一起，建立车门关闭瞬态仿真模型，以车门关闭时的瞬间速度作为瞬态仿真计算边界条件，评价外后视镜抖动量。采用拓扑优化、料厚寻优、经验方案等优化手段，对车门及外后视镜进行结构优化，降低外后视镜抖动量以达到要求。

本发明通过在车门和后视镜开发早期合理化设计车门和外后视镜结构，可以避免后期车门关闭时外后视镜产生抖动，缩短开发周期，降低研发成本，提升用户感官体验，解决了外后视镜关门抖动的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种基于关门冲击载荷的乘用车外后视镜抗抖动设计方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一、车门、车身和后视镜建模、车门密封条建模、车门锁建模、车门铰链建模；

步骤二、根据步骤一对外后视镜抗冲击抖动进行设计；

将车门、车身、后视镜、密封条、门锁和铰链模型按实际安装情况搭建到一起，建立车门关闭瞬态仿真模型，以车门关闭时的瞬间速度作为瞬态仿真计算边界条件，评价外后视镜抖动量；对车门及外后视镜进行结构优化，降低外后视镜抖动量以达到要求。

2.根据权利要求1所述的一种基于关门冲击载荷的乘用车外后视镜抗抖动设计方法，其特征在于，步骤一中所述车门、车身和后视镜建模的具体方法如下：

建立车门、门框部分车身和后视镜有限元仿真模型，将各零件按三维数据划分为有限元网格数据，并对车门焊点、胶粘、焊缝进行详细建模；之后将后视镜按设计位置安装在车门上，车门安装在截取的门框和对关门力有影响的部分车身模型上，打开一定角度使车门锁钩处于与车身侧锁环即将接触的位置。

3.根据权利要求1所述的一种基于关门冲击载荷的乘用车外后视镜抗抖动设计方法，其特征在于，步骤一中所述车门密封条建模的具体方法如下：

采用低密度泡沫单元建模，按照密封条截面形状分段赋给材料正定常数，其值通过与试验曲线标定来获取。

4.根据权利要求1所述的一种基于关门冲击载荷的乘用车外后视镜抗抖动设计方法，其特征在于，步骤一中所述车门锁建模的具体方法如下：

采用实体单元建模，在其表面覆盖一层壳单元以模拟锁扣与锁轮的接触力，计算过程中保证锁钩与锁环能够达到锁止状态，同时止动爪能够使锁钩保持锁止状态，通过与用试验测量得到的锁扣上接触力对比来调整车锁模型精度。

5.根据权利要求1所述的一种基于关门冲击载荷的乘用车外后视镜抗抖动设计方法，其特征在于，步骤一中所述车门铰链建模的具体方法如下：

采用abaqus软件中的hinge单元，用moony阻尼来模拟铰链的摩擦特性。

技术总结
本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种基于关门冲击载荷的乘用车外后视镜抗抖动设计方法。所述方法包括：步骤一、车门、车身和后视镜建模、车门密封条建模、车门锁建模、车门铰链建模；步骤二、根据步骤一对外后视镜抗冲击抖动进行设计。本方法通过在车门和后视镜开发早期合理化设计车门和外后视镜结构，可以避免后期车门关闭时外后视镜产生抖动，缩短开发周期，降低研发成本，提升用户感官体验，解决了外后视镜关门抖动的问题。

技术研发人员：杨少明;于保君;李鼎;张雨;马明辉;肖永富
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2020.07.27
技术公布日：2020.11.17