車門閉合效果是各種新車評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的重要指標(biāo)，現(xiàn)在也越來越被消費(fèi)者所關(guān)注度籍。車門閉合效果考察主要包括兩個(gè)方面：車門最小閉合力以及車門最小閉合速度粤街。在這套車門閉合效果分析方法提出之前，公司需要在樣車制作完成后通過試驗(yàn)方法才能考察出車門閉合效果叔梆。這樣后期修改的余地就比較小沫流，解決問題的時(shí)間比較緊，同時(shí)需要投入的人力筑凫、物力也是非常巨大的滑沧。這套車門閉合效果分析方法可以通過 CAE 模擬仿真的方法將考察車門閉合效果的工作大大的提前，可以在項(xiàng)目開發(fā)的早期就對(duì)車門閉合效果進(jìn)行分析預(yù)測(cè)巍实，以保證項(xiàng)目順利進(jìn)行嚎货。

　　這套車門閉合效果分析方法的開發(fā)主要是以下三部分：

　　1. 從理論上分析了車門閉合過程，找到基于能量守恒的分析方法蔫浆；

　　2. 提出了一種基于優(yōu)化工具的擬合橡膠材料參數(shù)的方法殖属，并成功應(yīng)用于橡膠件分析；

　　3. 建立車門及密封條的完整有限元模型進(jìn)行計(jì)算瓦盛，并和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較洗显。

　　1. 理論基礎(chǔ)

　　通過分析發(fā)現(xiàn)在影響車門閉合效果的眾多因素中，車門的重心位置原环、鉸鏈摩擦挠唆、限位器处窥、鉸鏈同軸度、門鎖玄组、密封條以及空氣阻力起到了最重要的作用滔驾。

 圖 1 帶密封條的車門模型

　　根據(jù)能量守恒，建立描述車門關(guān)閉過程的能量公式

　　通過 CAE 分析以及實(shí)驗(yàn)等方法得到公式中各項(xiàng)的值杏住，這樣就可以得到車門在關(guān)閉過程中的初始能量采冕。并根據(jù)

　　可以計(jì)算出車門的最小閉合速度。

　　2. 橡膠有限元分析方法

　　橡膠材料較強(qiáng)的非線性以及橡膠本構(gòu)關(guān)系的多樣性是橡膠有限元分析的最大難點(diǎn)贫拭。在提出上述理論方法的前期孩青，還不具備用有限元模型完整模擬密封條的能力，所以只能對(duì)密封條進(jìn)行截面分析耍叮，得到密封條的壓縮反力森肉，并采用彈簧單元模擬的方法來計(jì)算完整密封條的壓縮反力，并以此計(jì)算相關(guān)能量值滋评。

圖 2 密封條截面分析方法

 
圖 3 利用彈簧單元模擬密封條

　　為了能更加準(zhǔn)確的模擬密封條壓縮朵泌，需要準(zhǔn)確的橡膠材料的參數(shù)，但是由于加工過程中的工藝等因素（比如硫化等）购廊，導(dǎo)致基于樣條的橡膠參數(shù)跟實(shí)際件的參數(shù)之間存在一定的差異岳舔，所以，找到一種能夠得到橡膠材料參數(shù)的方法就顯得尤為重要更启。在對(duì)橡膠本構(gòu)關(guān)系以及橡膠材料的試驗(yàn)方法進(jìn)行了研究和學(xué)習(xí)之后提出了一種基于優(yōu)化工具的橡膠材料參數(shù)識(shí)別方法邢入。其基本原理為利用 CAE 軟件模擬橡膠的試驗(yàn)過程（包括樣條拉伸截型、截面壓縮等）趴荸。選擇一種橡膠材料本構(gòu)方程，以橡膠材料的參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量宦焦，以軟件計(jì)算得到的 CLD（compression load deflection）曲線和試驗(yàn)得到的 CLD 曲線的差作為優(yōu)化目標(biāo)发钝。

 圖 4 優(yōu)化軟件搭建的工作流

　　圖 5 試驗(yàn)曲線和仿真曲線對(duì)比

　　從圖 5 曲線對(duì)比結(jié)果可以看出，使用這組參數(shù)時(shí)波闹，CAE 仿真能較好地體現(xiàn)出橡膠本身的特性酝豪。將該方法應(yīng)用到車用橡膠襯套的有限元分析中，發(fā)現(xiàn)該方法效率較高精堕，精度方面也完全滿足工程應(yīng)用孵淘，特別是襯套的變形量較小或中等的情況。

　　3. 密封條分析

　　建立密封條的有限元模型歹篓，建立車門和車身門框部分的有限元模型瘫证，將密封條單元和車門及車身單元連接起來，類似于將密封條“安裝”到車門和車身上庄撮。

圖 6 密封條“安裝“完成后的截面圖

　　分別計(jì)算車門的最小閉合力和車門最小關(guān)閉速度背捌，如圖 7 和 8 所示毙籽。

 圖 7 閉合力曲線
 
圖 8 閉合速度曲線

　　經(jīng)過和試驗(yàn)的對(duì)比，最小閉合力及最小閉合速度都在可接受范圍內(nèi)蝌飘。也證明了這種方法應(yīng)用到工程中是可行的北拌。

　　4. 總結(jié)及工程應(yīng)用

　　通過優(yōu)化密封條截面優(yōu)化車門閉合效果的過程如下：

　　艾瑞澤 7 開發(fā)完成后，對(duì) 10 輛試制樣車進(jìn)行的前側(cè)門關(guān)

　　閉速度測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),并將結(jié)果進(jìn)行歸一化處理后得到了前側(cè)車門關(guān)閉速度誤差帶跑既。但是由于試制車樣件的狀態(tài)穩(wěn)定性不足稼崎，所以誤差帶稍大，結(jié)果如下：

　　這套方法在另一個(gè)在研項(xiàng)目中也發(fā)揮了作用毕蕉。在該項(xiàng)目的開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)試制車的車門關(guān)閉不嚴(yán)的情況蓬肢，經(jīng)過對(duì)整個(gè)車門系統(tǒng)的 CAE 分析發(fā)現(xiàn)，車門上半部分的密封條壓縮力過大乙笛，導(dǎo)致該部分的鈑金件也發(fā)生了輕微的變形（車門上半部分剛度相對(duì)要差一些）魂中。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)密封條的截面形狀，改變密封條剛度解決了這一問題刽室，同時(shí)也保證了系統(tǒng)的氣密性香题。

　　新產(chǎn)品的創(chuàng)新點(diǎn)

　　1. 通過能量法將影響車門閉合效果的主要因素進(jìn)行量化，并證明可以通過調(diào)整各個(gè)因素來最終優(yōu)化車門閉合效果酪律；

　　2. 橡膠參數(shù)識(shí)別方法大大提高了 CAE 分析中對(duì)橡膠件的分析精度雌隅，也改變了用彈簧單元模擬密封條的局面；

　　3. 利用密封條有限元模型進(jìn)行最小閉合力及最小閉合速度計(jì)算缸沃，在得到計(jì)算值的同時(shí)也可以看到車門的閉合過程恰起，這樣就可以完整地考察密封條的壓縮情況以及密封條壓縮后和鈑金的接觸情況，這些信息對(duì)于后期密封條的優(yōu)化設(shè)計(jì)等都有很重要的作用趾牧；

　　4. 通過這種方法可以較為完整有效地對(duì)車門的閉合效果進(jìn)行評(píng)價(jià)检盼，最為重要的就是將這個(gè)評(píng)價(jià)過程提前到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和樣件制作之前，大大節(jié)約了成本

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