为了降低成本并同时保证在强度符合要求的情况下，需要对某车型门把手改进后的情况进行强度可靠性分析。门把手模型如图1所示。

图1 门把手有限元模型

一般车门把手在材料采用一般铁的情况下是不会出现强度问题的，但采用非钢铁材料后可能存在强度方面的问题。为了简化计算模型，只考虑了单独的门把手部分，在其周围加上约束边界条件，这样的处理对真实的模拟没有太多的影响。

有限元模型的建立

有限元模型

门把手有限元网格模型采用 ABAQUS软件进行求解。所用模型为1阶六面体单元和壳单元连接而成门把手在外力作用下将沿着其铰链转动(建立运动副一个)，铰链采用 hinge(CONN3D2)连接单元模拟，建立局部坐标系一个。如图1所示。

表1为门把手模型的单元数和节点数。

材料数据

金属及塑料材料的性能属性如下:

边界条件和载荷

边界条件的处理如图2所示，在门把手处模拟人手开门时加力，极限力为2000N均布力，按实际情况在门把手上加约束以模拟真实情况。

图2 边界条件处理

计算结果

施加图2所示的载荷及边界条件后，金属门把手的应力云图如图3所示：

图3 整个模型的应力分布图

图3所示，模型的最大应力值为224Mpa，远低于它的强度极限325Mpa，强度合格。但根据CAE分析及试验验证，图3所示的结构采用塑料材质时，会在图3所示的应力集中位置产生断裂，不满足强度要求。更改方案是将图3中应力集中位置料厚加宽，并采用较大的过渡圆角。该改进结构采用塑料材质的分析结果如图4所示：

图4 整个模型的应力分布图

图4中，模型的最大应力值为81Mpa，低于强度极限 90Mpa，从两种工况来看，应力集中的地方也不一致，因为塑料件结构在原来的基础上进行了改进。

结论

通过分析，得到以下结论：

1)门把手在使用新材料后满足强度要求，减轻了重量，并节省成本。

2)建议在应力集中的地方采用更圆滑的圆弧过度以降低应力集中。

3)试验结果与分析结果十分接近，说明了ABAQUS分析的准确性。

资料来源：达索官方