汽车作为人们生产生活中常见的交通工具，其安全性和舒适性受到人们极大的关注，汽车安全性和舒适性都与汽车振动有关，因而深入地探讨分析影响汽车振动特性的若干因素意义重大。随着社会的发展和汽车工业的繁荣，汽车作为一种交通工具，在人们生活中起着举足轻重的作用。汽车车身是整车的重要组成部分，而车门作为车身的一个重要组成部分，又发挥着它所特定的功能。传统的等厚度且均质的车门已满足不了市场的需求。根据不同功能要求进行定制的差厚形式车门结构有着巨大的应用潜能，本课题从计算机仿真分析入手，拟将分析差厚形式车门结构的振动特性等科学问题，最大限度分析出不同参数对差厚形式车门结构的振动性能的影响并得出一般性结论。

车门是车身上一个重要的覆盖件，主要由壳体、附件及内饰板等组成。其中，壳体主要是由外板和内板等部件通过粘胶、焊接、包边等工艺连接而成。汽车在行驶过程中会受到各种外界激励的影响，如果车门与某一频率发生共振，就可能会对车门自身结构产生影响。为了在车门结构中避免共振、降低噪声、确保安全可靠，可通过有限元法计算结构振动的固有频率及其相应的振形，即模态分析。

国内在汽车方面的模态分析研究比较多。江苏大学的朱静、左言言等用有限元模态分析基本理论对轻型客车的有限元建模及相应的模态分析设计，验证了模型的正确性，为轻型客车车身的设计提供理论基础^[1]；上海交通大学陈德玲等用I-DEAS对客车三段式车架进行了模态分析，对车架上几个关键点的响应特征进行研究，验证了车架设计的可靠性^[2]；谷叶水应用ANSYS建立用于子午线轮胎动态特性分析的非线性有限元模型，并进行模态分析得到固有频率及相应振型^[3]。

国外关于结构模态相关分析的研究虽然较早，但关于模态分析的研究较少。到第六次国际结构模态分析大会，国际上才开始对模态分析相关问题进行系统的研究。现今有关模态相关分析的研究很多。如美国斯坦福大学的Hyenung-Yun kim教授^[4]、普度(Purdu)大学的Doufglas.E教授^[5]、杜克(Duke)大学的D.Tang教授^[6]等都在对模态分析进行研究。国外的汽车产业中已对虚拟实验室、试车场等有限元模型进行了有关研究应用。

差厚形式车门可看作特殊的拼焊板。拼焊板是将不同厚度、不同材质或不同表面涂层的平板焊接在一起。拼焊板技术有诸多优点．

1)车辆轻量化的两个方法是结构轻量化和材料轻量化，拼焊板能减少零件的数量，同时可以用高性能材料进行局部加强，从而确保在整体性能不下降的前提下实现轻量化。

2)在提高耐撞性方面，拼焊板可以减少加强件的数目，在碰撞主要接触区域采用大厚度或者高强度材料的母板来提高碰撞性能。

3)拼焊板在我国的生产技术日趋成熟。生产能力不断提高。

本课题从计算机仿真分析入手，拟将分析差厚形式车门结构的振动特性等科学问题，最大限度分析出不同参数对差厚形式车门结构的振动性能的影响并得出一般性结论。

本文研究内容如下：

（1）不同焊缝位置对差厚形式车门结构振动性能的影响；

（2）不同厚度比对差厚形式车门结构振动性能的影响；

（3）不同工况下差厚形式车门结构振动性能的对比分析。

本文研究目标如下：

主要通过CAD软件，CATIA V5和PR0／E软件对车门结构进行建模，简化车门结构，并利用CAE有限元软件HYPERMESH，ANSYS对车门简化模型进行网格划分和有限元分析。对车门进行静力学分析，计算车门刚度和强度较大和较小的位置，动力学分析得到车门的振动固有频率，通过改变焊缝位置、厚度比、工况等变量研究差厚形式车门结构的振动性能。

本文拟采用的技术方案及措施去下：

（1）广泛收集资料，了解国内外差厚型式车门研究现状，了解振动特性的计算方法。

（2）分析车门的系统构成和原理，学习CATIA，PR0／E软件，建立它的立体模型。

（3）简化车门模型，并运用HYPERMESH，ANSYS进行网格划分。

（4）通过改变焊缝位置、厚度比、工况等变量研究差厚形式车门结构的振动性能，确定设计结构或机械部件的振动特性，得到结构的固有频率和振型。

（5）比较仿真结果得到结论。

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