一种车门密封反力及预变形分析方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及汽车开关门品质及精致工程，更具体的说是涉及一种车门密封反力及预变形分析方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、车门是汽车上使用频率最高的部件之一，其开闭品质、间隙面差，动态密封性能都会对用户体验产生重要影响，而车门密封反力和预变形设计会直接影响以上品质。

2、车门密封反力是指车门关闭状态下(达到静力平衡)密封条对车门产生的反作用合力，作用参考点通常为外开把手，方向由车内指向车外。设计关闭状态下的车门在密封反力的作用下有弹开的趋势，因而车门在密封反力的作用下会产生变形，车门变形使密封条的压缩量发生变化，进而密封反力发生变化，二者是交互影响的关系，通过交互影响最终会达到静力平衡状态，车门密封反力即是此状态下密封条对车门产生的反作用合力。静力平衡状态下的车门，(对于有框车门)通常情况下最大变形发生在门窗框处，变形由车内指向车外，变形量会达到1-2mm。

3、密封反力对开闭品质的主要影响有：1、影响关门力，密封反力过大则用户需要较大的关门力，使得车门不易关闭，直接影响用户关门体验；2、影响开门声品质，开门解锁瞬间密封反力会将车门弹开，反力过大易产生开门解锁时“嘣嘣”声；3、影响关门声品质，密封反力过小则关门时对车门动能吸收不足，使得关门响度过大，能量感过强。因而。密封反力应当设计在合适的范围，使得关门力满足大部分用户的使用习惯，使得开关门具备较好的声品质和操作质感。

4、预变形是指，为了静力平衡状态下的车门变形不影响实车车门的面差控制，在车门设计阶段预先对车门结构进行设计变形来平衡实车车门在密封反力作用下的弹性变形。因而，静力平衡状态下的车门变形获取是预变形设计的前提条件。预变形直接影响实车面差，预变形不足还会导致动态密封问题，主要表现为高速行驶工况下的风噪变大。

5、因此，车门密封反力和预变形均需要进行合理设计，以达成车门使用品质和外观品质。

6、现有的车门密封反力分析主要通过如下方式进行：直接计算法，将密封条按每段100mm划分为若干段，基于力矩平衡公式(式中，f为作用点密封反力，l为作用点力臂，fi为第i段密封条的反作用力，li为第i段密封条的作用力臂)，通过如excel等辅助工具直接求取密封反力。

7、现有的预变形分析主要通过如下方式进行：1，专利号cn 112417605a公开的车门预变形分析方法，对车门进行有限元建模，然后将密封条分为若干段，每段密封条对应的车门有限元模型中加载节点数量以及每段胶条的长度和单位长度的负荷，计算每段胶条对应的车门有限元模型中加载节点的加载力。其中，所述预设加载力计算公式为f＝k×l/n，f为胶条对应的车门有限元模型中加载节点的加载力，k为胶条单位长度的负荷，l为胶条长度，n为胶条对应的车门有限元模型中加载节点数量，将加载力f加载至有限元模型上，通过加载后车门的变形而获得预变形结果；2，专利号cn 117688664a公开的车门预变形的方法，将车门进行有限元建模，通过门洞密封条和车门密封条共同作用车门的反力计算获得密封反力，将该反力加载到车门有限元模型计算车门变形，读取车门变形结果并基于此结果进行车门三维数据修改(即预变形设计)，并将修改的车门数据再次进行有限元建模及密封反力加载计算和读取变形结果。通过设定变形阈值，并与上述步骤迭代的变形结果比较，判定预变形设计是否结束。

8、上述方法的缺陷主要为：1、密封反力分析没有考虑车门刚度的影响，也没有考虑车门变形与密封反力的交互影响，无法得到精确的密封反力。如上所述，车门在密封反力的作用下会产生变形，车门变形使密封条的压缩量发生变化，进而密封反力发生变化，二者是交互影响的关系，通过交互影响最终会达到静力平衡状态，车门密封反力须是此状态下密封条对车门上参考点产生的反作用合力。2、预变形分析未基于准确的密封反力进行，无法得到合理的预变形结果；密封反力分析也没有考虑预变形的影响，也无法得到准确的密封反力。更进一步讲，密封反力和预变形分析必须同步进行，因为变形和反力是交互影响的关系，脱离一个因素来单独考察另一个因素，所得到的结果都是不准确的。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明的目的在于提供一种车门密封反力及预变形分析方法、装置及存储介质，以消除现有技术中的密封反力和预变形分析结果不准确的问题。从根本上将密封反力和预变形的交互影响同步考虑，得到添加了预变形后的车门在静力平衡状态下的车门密封反力和变形结果。

2、本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

3、第一方面，本发明公开了一种车门密封反力及预变形分析方法，包括如下步骤：

4、s1：获取车门设计数据和密封条cld参数；

5、s2：建立车门有限元模型，并将密封条cld参数加载至车门有限元模型；

6、s3：建立约束条件，基于约束条件利用车门有限元模型执行第一非线性瞬态分析，并提取第一车门密封反力及变形结果；

7、s4：基于第一车门密封反力及变形结果进行预变形设计，生成预变形设计结果，并基于预变形设计结果调整密封条cld参数，将调整后的密封条cld参数加载至车门有限元模型；

8、s5：基于约束条件利用车门有限元模型执行第二非线性瞬态分析，并提取第二车门密封反力及变形结果；

9、s6：基于第二车门密封反力及变形结果判断车门密封反力及外暴量是否满足设计要求；若是，则执行步骤s7；若否，则执行步骤s8；

10、s7：进行密封条产品设计和车门结构预变形设计；

11、s8：优化密封条cld参数，将优化后的密封条cld参数加载至车门有限元模型，并转到步骤s3。

12、进一步，所述车门设计数据包括：

13、车门焊接总成和铰链及安装在车门上并影响车门刚度特性的总装件的三维数据、外开把手中点坐标、关门时门锁啮合点坐标、铰链转动轴线；

14、密封条包括多个分段条；分段条的种类包括门条、框条、辅助密封条；

15、密封条cld参数包括每个分段条的cld参数。

16、进一步，步骤s2包括：

17、将车门结构进行有限元建模、赋予车门结构材料属性并装配连接，将外开把手中点通过刚性单元连接到把手总成在钣金上的安装位置，将关门时门锁啮合点通过刚性单元连接到门锁在钣金上的安装位置，生成车门有限元模型；

18、以100mm的间隔距离将密封条分为若干段，利用cbush单元模拟密封条的每个分段条，将每个分段条的cld参数以pbush属性的方式模拟，并将pbush属性赋予对应的cbush单元。

19、进一步，步骤s3包括：

20、建立密封反力分析边界条件，将其作为第一约束条件；

21、建立车门变形分析边界条件，将其作为第二约束条件；

22、分别基于第一约束条件和第二约束条件，对加载了密封条cld参数的车门有限元模型执行第一非线性瞬态分析；

23、基于第一约束条件提取第一密封反力结果；

24、基于第二约束条件提取第一车门变形结果。

25、进一步，步骤s4包括：

26、基于第一车门变形结果进行预变形设计，生成预变形设计结果；

27、根据预变形设计结果，将对应位置的密封条cld参数进行调整；

28、将调整后的密封条cld参数加载至车门有限元模型。

29、进一步，步骤s5包括：

30、分别基于第一约束条件和第二约束条件，对加载了调整后的密封条cld参数的车门有限元模型执行第二非线性瞬态分析；

31、基于第一约束条件提取第二密封反力结果；

32、基于第二约束条件提取第二车门变形结果。

33、进一步，所述优化密封条cld参数包括：

34、基于当前的密封条cld参数，保持压缩量不变，以预设比例调整压缩载荷，生成优化后的密封条cld参数。

35、进一步，步骤s7包括：

36、基于当前的密封条cld参数，根据每个分段条的cld参数进行密封条产品设计；根据当前的预变形设计结果进行车门结构预变形三维数据设计。

37、第二方面，本发明还公开了一种车门密封反力及预变形分析装置，包括：

38、存储器，用于存储车门密封反力及预变形分析程序；

39、处理器，用于执行所述车门密封反力及预变形分析程序时实现如上文任一项所述车门密封反力及预变形分析方法的步骤。

40、第三方面，本发明还公开了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有车门密封反力及预变形分析程序，所述车门密封反力及预变形分析程序被处理器执行时实现如上文任一项所述车门密封反力及预变形分析方法的步骤。

41、对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明公开了一种车门密封反力及预变形分析方法、装置及存储介质，通过将密封条cld参数加载到车门有限元模型上，并按实际边界条件进行约束形成第一约束条件和第二约束条件；通过第一非线性瞬态分析提取车门密封反力及变形结果；基于车门变形结果对车门进行预变形设计，基于预变形设计对密封条cld参数进行平移并加载到车门有限元模型上，通过第二非线性瞬态分析提取车门密封反力及变形结果；判断密封反力及外暴量是否满足设计要求，满足要求则结束分析，不满足要求则对密封条cld参数进行优化并再次执行本流程，直到车门密封反力及外暴量均满足设计要求。本发明考虑了车门刚度及车门变形与密封反力的交互影响，通过密封反力和预变形的同步分析对密封反力和车门变形进行准确计算，能够提前规避密封反力偏大导致关门力大，或密封反力偏小导致关门能量感太强的风险；能够提前进行精确的车门预变形设计以规避实车车门外暴风险。

42、由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。