1 前言

　　车门在实际中的使用工况较为复杂，其工作过程中是受到随时间变化的载荷作用，只有在特殊的情况下，才能近似地作为静力学问题处理，本文重点分析后背门在关闭过程中的应力情况 ，采用静力学来模拟其开启后关闭瞬时的状态。应用有限元计算和试验相结合，通过后背门在力的作用下车门关闭瞬时状态下，玻璃框四周的应力大小变化，了解在此工况下车门强度对玻璃本身的影响。

　　2 后背门试验方法

　　后背门直接在车体上进行静态强度测试，主要的测试工况为后背门在左下角施力状态(工况1)和中间加力状态(工况2)，其中测点的布置如图1所示。

　　图1 测试测点布置示意图

　　试验中主要测量后背门在不同位置施力时，玻璃框四周的应力变化情况，在测试过程中，通过静态测试分析系统取得测点的应力值，并对结果进行分析处理。

　　3 有限元模型建立

　　有限元模型根据后背门数模建立，后背门模型见图2所示，模型共有204550个单元、206521个节点，其中三角形单元占单元总数的2.8%。

　　后背门的材料参数：弹性模量E=210GPa;泊松比=0.3;密度=7.8E-6Kg/mm3

　　图2 后背门有限元模型

　　计算中的边界条件处理参照试验工况：

　　在工况1中，约束： 铰链和气撑杆 加载：后背门左下角

　　在工况2中，约束： 铰链和气撑杆 加载：后背门锁扣处

　　图3 分析工况加载示意图

　　4 计算结果

　　4.1 工况1状态下的计算结果

　　图4 工况1下变形云图 图5 工况1下应力云图

　　实验中采用粘贴应变片来获取玻璃框四周的应力值，其应力值为应变片方向上的应力值，取分析计算对应方向上的应力值，并与试验值进行对比，具体数据见表1，对比曲线见图6所示。

　　表1 工况1下计算与试验结果对比

　　图6 工况1下计算与试验结果对比曲线

　　4.2 工况2下计算结果

　　图7 工况2下的变形云图     图8 工况2下的应力云图

　　表2 工况2下计算与试验结果对比

图9 工况2下计算与试验结果对比曲线

　　5 结论

　　本文基于MSC Nastran软件，根据试验工况确定加载方式，建立后背门有限元模型和确定分析工况加载，进行静力学计算，得到了后背门的各测点的应力分布状况，通过与试验进行对比，验证了有限元分析模型的正确性，为后背门的结构改进提供了可靠的参考依据。

　　通过对有限元计算结果与实验结果对比分析，从对比曲线中可以看出，对于后背门应力分布状况，后背门的有限元计算结果与实验结果基本一致，只有少数几个点存在偏差，但数值相差不大，这可能是由于实车制造工程中焊点工艺等问题产生的。

　　从上述的结果对比分析可知，有限元模型的相关参数的设置比较合理，模型是准确可信的，是能够满足后续分析的要求的。同时，从有限元计算结果和试验结果中可以看出，该后背门钣金结构的局部强度和刚度较为理想，在实际使用中对产生玻璃自爆问题并无直接影响。