基于MSC_Fatigue的汽车开闭件slam疲劳分析.pdf

基于MSC.Fatigue 的汽车开闭件撞击疲劳分析 沈 佳 王国明 （上海汽车集团股份有限公司技术中心 ，上海，201804 ） 摘要：本文介绍了汽车开闭件开关撞击疲劳分析的分析流程，并以某车型后门为例，阐述 了如何利用 MSC.Fatigue 进行车身开闭件撞击疲劳分析，预测其使用寿命 ，为前期设计提 供依据。 关键词：汽车开闭件 撞击疲劳 数值仿真 The Slam Fatigue Analysis of the Vehicle Closure Using MSC.Fatigue Shen Jia Wang Guoming ( SAIC Motor Technical Center ，Shanghai，201804) Abstract: The fatigue analysis process for Vehicle Closure Slam was introduced in this paper, and takes the rear door of one vehicle as an example to expatiate the detail analysis method base on MSC.Fatigue to simulate Closure Slam fatigue problem, which could estimate the fatigue life and provide reference for prophase design. Keywords: Automotive Closure Slam fatigue Numerical simulation 1 ．概述 汽车开闭件，如车门、发动机罩盖、行李箱盖或尾门，在日常使用中由于反复的开关 ， 在其所受的应力尚未达到材料的许用应力的情况下，局部位置可能产生疲劳裂纹，并扩展 最后导致断裂 ，影响正常使用 ，有可能产生漏水等问题甚至产生某些安全隐患。因此汽车 开闭件的撞击疲劳寿命评估，一直是汽车结构设计中关心的问题。随着计算机硬件技术和 有限元数值计算理论及其应用的迅速发展 ，基于大量试验数据的疲劳强度设计和寿命计算 的有限元数值计算方法得到了充分的开发 ，已经发展形成了专用的疲劳分析软件 ，如 [1,2] MSC.Fatigue、ncode 等 。与基于试验的传统方法相比，疲劳寿命的虚拟仿真分析能够预 测关键零部件的疲劳寿命，帮助设计工程师在设计阶段判断零部件的疲劳寿命薄弱位置， 通过修改设计预先避免不合理的寿命分布。 本文以某车型车门撞击疲劳分析为例，阐述了如何利用 MSC.Fatigue 软件 E-N 法和 Miner 累积损伤理论对汽车开闭件的撞击过程进行虚拟仿真，预测过程中的应力分布，并对 1 其疲劳寿命进行评估，以期为车辆的前期开发设计提供理论依据。对汽车开闭件进行撞击 疲劳分析, 预测其疲劳寿命。 2. E-N 法及线性累积损伤理论[1] 2.1 局部应变寿命法( E—N 方法) 局部应变寿命法通常称为裂纹萌生法。该方法用于预测构件的裂纹萌生寿命。它应用 了材料的“记忆特性”,计入了名义应力无法计及的载荷循环顺序的影响,使寿命估算结果更接 近实际情况。它适用于高应变低周疲劳问题。 Morrow 指出总应变是弹性应变和塑性应变的和，它和寿命有很大的关系。因此总应变 -寿命曲线在数学表达上可用Coffin-Manson-Basquin 估算式来表达  f  b  c    2N  2N