實例探究 | 門鉸鏈下(xià)沉實驗CAE分(fēn)析

時間：2023年12月01日

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一(yī)

門鉸鏈下(xià)沉實驗CAE分(fēn)析

實驗問題描述

實驗方法

将鉸鏈安裝在剛性台架上；
按照圖1所示方向分(fēn)别施加490N，800N，1000N的力（尺寸單位：mm）；
分(fēn)别在車(chē)門關閉位置和車(chē)門開(kāi)啓位置進行實驗，且使用同一(yī)組鉸鏈；
分(fēn)别記錄施加三種力時，在測量位置的塑性變形量和永久變形量。

圖1 實驗加載方式

數據解釋

數據中(zhōng)有剛性台架、上下(xià)鉸鏈總成、剛性門框（如圖2所示）；
鉸鏈總成和剛性台架和剛性門框分(fēn)别通過兩個M8螺栓連接，安裝孔在鉸鏈上；
注意在鉸鏈零件的子集中(zhōng)有兩種狀态的車(chē)門件（關閉狀态和打開(kāi)狀态），CAE分(fēn)析時保留對應的車(chē)門件；

圖2 三維CAD模型示意圖

二

門鉸鏈下(xià)沉實驗CAE分(fēn)析

有限元分(fēn)析結果

有限元模型

基于上面的描述，有限元分(fēn)析包括四個狀态，12個工(gōng)況。四個狀态的有限元模型如圖3所示。模型中(zhōng)，台架簡化爲剛體(tǐ)。

圖3前門鉸鏈車(chē)門開(kāi)啓狀态

圖4前門鉸鏈車(chē)門關閉狀态

圖5後門鉸鏈車(chē)門開(kāi)啓狀态

圖6後門鉸鏈車(chē)門關閉狀态

有限元結果

由于模型已經進入塑性或破壞狀态，所以需要定義合理的材料應力-應變曲線。但由于并沒有提供準确的材料應力-應變曲線，分(fēn)析時應力-應變曲線均基于實際的工(gōng)程經驗，故分(fēn)析結果會存在一(yī)些誤差，但基本可以反映結構的變形及破壞趨勢。各狀态下(xià)有限元分(fēn)析的雲圖見圖7-圖10，各狀态下(xià)的塑性變形量如表1所示。

由圖7-圖10所示，各個工(gōng)況下(xià)，鉸鏈車(chē)門件基本均進入了屈服狀态，在後門鉸鏈車(chē)門關閉狀态下(xià)，車(chē)門件甚至發生(shēng)了破壞(破壞強度450Mpa)。由表1也可以發現，在後門鉸鏈車(chē)門關閉狀态下(xià)的塑性變形量已經很大(dà)，這是因爲此種狀态下(xià)，車(chē)身件上面的4個螺栓隻有3個在承受剪力，結構的剛度大(dà)大(dà)降低。