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車門是車身設計中非常重要，又相對獨立的部件，由門外板、門內板、門窗框、門玻璃導槽、門鉸鏈、門鎖及門窗附件等組成。作為一個綜合性的轉動部件，車門和駕駛室一起形成乘員的生存空間，當車門閉合時，應具有良好的振動特性，足夠的強度和剛度，耐沖擊性
能以及側碰時的抗碰撞特性。車門剛度不足往往會使車門卡死、密封不嚴而導致的漏風、滲水等現象引起的車門變形量過大，還會產生車門的振動，帶來噪聲，降低乘坐車輛的舒適性，容易導致車門內部結構部件的疲勞損壞。但是剛度過大又會使車輛發(fā)生側向碰撞時車門不能有效吸收碰撞能量，產生較大的碰撞界面力和碰撞加速度等問題，對乘員造成較大傷害。因此，在設計車門時必須注意將車門的變形量控制在一定的范圍內，即車門必須有一個合適的剛度和強度，同時在車門的制造過程中，車門工藝性好，易于車門附件的安裝，外形與整車達到協調統一。
在我們對乘用車車門進行設計的初級階段，需要運用一些方法將傳統的設計理念反復全面的進行論證試驗，最終的目的是為了有限元分析車門的有關結構和附件存在的不足之處，從而不斷的進行改進和提高，確保能達到預期的效果。在此過程中還要按照結構的要求和一些條件的限制，需要針對改進的設計反復不斷的試驗，如有結構不符合條件，需要再次改進并再次試驗。隨著計算機模擬仿真技術的不斷發(fā)展和提高，采用有限元（FEM）分析的理論和方法，模擬的計算結果精度和效率都比較高，這樣就可以為車門的初始設計、結構改進提供有力地數據參考依據。
本文針對某款乘用車的前車門，應用有限元方法分析研究了該車門的第一階自由模態(tài)、垂向剛度和扭轉剛度。通過仿真分析前車門受力產生的變形，研究發(fā)現，前車門靜態(tài)剛度不足和需要結構改進的薄弱部位，為車門的初步設計改進提供參考依據。
在進行有限元分析前，采取IGES格式進行保存的車門三維幾何模型在CATIA軟件中建立，在Hypermesh軟件環(huán)境中對該模型進行簡化和網格劃分。首先要對導入的三維模型進行幾何清理，清除不必要的細節(jié)，最終形成一個簡化的模型，在此過程中一些因素會導致網格單元尺寸劃分的過小，求解的時間延長，改變了求解的精確度，如微小的孔、細小的倒角等典型的幾何特征。
車門結構整體是復雜的，一般包括門外板、門內板、門窗框、門玻璃導槽、玻璃導軌加強支架、上下鉸鏈加強件、轉動鉸鏈、門鉸鏈、門鎖、各種結構加強板部件及門窗附件等機構。玻璃升降器、門鎖配件等安裝在車門內板上；防撞桿經過防撞桿的支撐架安裝在車門外板的內側，下部安裝有窗框加強板。為了消除應力集中，增加強度，車門內、外板局部均通過安裝內板的加強板和外板的加強板來增加強度。內板與外板由翻邊、粘結、滾焊等工藝連接處理在一起，構成一個整體的受力結構。利用CATIA軟件繪制前車門三維幾何有限元模型，主要繪制的部件包括門內板、門外板、增強板部件、防撞桿和其固定板和密封條導軌等。
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