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文章背景
關閉汽車車門所需的關門力會影響客戶對于汽車質量的看法，如果需要太高的關門速度，客戶可能會對汽車產生負面看法，并且也可能會產生令人不愉快的關門噪音。大多數汽車制造商的對車門密封件的設計目標是，在滿足防風防雨和隔音的要求同時，需要以相對較低的力度就能關閉車門。
密封件對關閉汽車車門所需的力度有重大影響。初始密封件的截面輪廓在于車身板件接觸時，有一定的變形以避免出現褶皺和破裂等問題。設計密封條的截面輪廓是非常昂貴和耗時的，因此Standard Profil多年來，一直使用?？怂箍倒I軟件的Marc非線性有限元軟件來模擬車門關閉過程中的密封件的受力變形。密封件使用超彈性材料特性建模，以準靜態工況模擬關門時，每單位長度的密封件會產生關門力。該模擬還預測了密封件填充車門和相鄰的車身鈑金件之間的間隙能力。
面對挑戰
一位Standard Profil的客戶咨詢是否可以通過模擬完整的關門過程來預測關門所需的初始速度。門的關閉是門上各部件之間的復雜相互作用的結果，例如鎖、密封條、空氣滯留效應、鉸鏈軸和止回連桿等?？諝鉁粜侵府斳囬T關閉時，它會將空氣推入車內，如果這時車窗和其他車門是關閉狀態，則會增加車內的壓力，進而對車門的關閉產生一定的空氣阻力。止回連桿是一種在多個位置保持車門打開的裝置，目的是防止車輛在坡道上車門自動關閉，止回連桿有幾個凹槽，這些凹槽會對車門關閉產生阻力扭矩，因此在模擬車門關閉時，必須考慮這些凹槽。
解決方案
Standard Profil與Bias Engineering簽訂關于車門關閉分析的合同。關門過程中涉及的大位移需要多體運動學仿真。Bias Engineering的仿真工程師Hunkar Yurt說：“我們選擇了?？怂箍倒I軟件的Adams多體運動學軟件，是因為它具有強大的求解器和前后處理器。此外，Adams允許用戶創建用戶自己定義的子程序來計算施加到系統的力，當計算空氣阻力時，這種功能在計算時非常有用。”在門鎖的位置將其建模為力單元，該力單元隨著撞針相對于門鎖的位置而變化。鉸鏈摩擦是通過在門上沿運動的相反方向施加3.7 Nm的靜扭矩來模擬?？諝庾枇πㄟ^文獻中的1D方法進行建模。產生的扭矩有用戶定義的子程序計算，并作用于車門鉸鏈。工程師使用Adams的試驗設計模塊進行分析，用來確定關門的速度最小為820 mm/s。
Marc密封條模型 Adams車門模型
Marc密封條的壓縮載荷
Bias工程師隨后做了進一步研究，使用Adams-Marc聯合仿真功能，通過實時計算密封件的載荷和變形來提高仿真精度，而不是依賴于CLD提供的近似值。這個聯合仿真被認為是第一個模擬車門動態關閉的聯合仿真方案。Adams運行運動學仿真，然后將仿真結果傳遞給Marc，繼而Marc進行仿真，并最后將結果再次傳遞給Adams。最后，Bias工程師開發了一個Excel界面，使不熟悉Adams和Marc的工程師能夠通過輸入某些參數即可輕松執行聯合仿真。Yurt說：“在整個聯合仿真過程中，門的動態運動由Adams計算，密封條的阻力由Marc計算。通過這種仿真方案，我們相信，在整個密封條可以精細的建模。以此來進行關門力的計算。”
結果/收益
Standard Profil的設計總監H.Tuncay Yukesel博士說：“我們將聯合仿真的結果提供給客戶，客戶非常滿意，并因此幫助我們拿下了更多的訂單?，F在的仿真方案和物理試驗相比，幫助我們在更短的時間內，以更低的成本來評估新的密封件，并且可以評估和優化更多的設計方案，以提高車門關門性能，縮短產品開發周期和節約成本。”
車門開啟角度（°）
車門動能-DOE初始關門速度
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