汽車門把手是用于打開和關閉汽車車門的裝置。無論是司機還是乘客，都會接觸到車門的門把手。因此，在車門把手的設計過程中，應該考慮到門把手的外形、結構、材料，耐用程度、受力等等因素。

下面應用ABAQUS軟件模擬某車型門把手在采用非鋼鐵材料后的強度是否滿足強度要求。計算結果表明塑料門把手在極限工況下發(fā)生斷裂，需要進行更改。為了做對比，同時分析了原模型在采用 steel材料下的強度。

為了降低成本并同時保證在強度符合要求的情況下，需要對某車型門把手改進后的情況進行強度可靠性分析。門把手模型如圖1所示。

圖1 門把手有限元模型

一般車門把手在材料采用一般鐵的情況下是不會出現強度問題的，但采用非鋼鐵材料后可能存在強度方面的問題。為了簡化計算模型，只考慮了單獨的門把手部分，在其周圍加上約束邊界條件，這樣的處理對真實的模擬沒有太多的影響。

有限元模型的建立

有限元模型

門把手有限元網格模型采用 ABAQUS 軟件進行求解。所用模型為 1階六面體單元和殼單元連接而成門把手在外力作用下將沿著其鏈轉動(建立運動副一個)，較鏈采用 hinge (CONN3D2) 連接單元模擬建立局部坐標系一個。如圖1所示。表1為門把手模型的單元數和節(jié)點數。

材料數據

金屬及塑料材料的性能屬性如下：

邊界條件和載荷

邊界條件的處理如圖2所示，在門把手處模擬人手開門時加力，極限力為 2000N 均布力，按實際情況在門把手上加約束以模擬真實情況。

圖2 邊界條件處理

計算結果

施加圖2所示的載荷及邊界條件后，金屬門把手的應力云圖如圖3 所示

圖3 整個模型的應力分布圖

圖3所示，模型的最大應力值為 224Mpa，遠低于它的強度極限 325Mpa，強度合格。但根據 CAE分析及試驗驗證，圖3所示的結構采用塑料材質時，會在圖3 所示的應力集中位置產生斷裂，不滿足強度要求更改方案是將圖3中應力集中位置料厚加寬，并采用較大的過渡圓角。該改進結構采用塑料材質的分析結果如圖4 所示：

圖4 整個模型的應力分布圖

圖4中，模型的最大應力值為 81Mpa，低于強度極限 90Mpa，從兩種工況來看，應力集中的地方也不一致，因為塑料件結構在原來的基礎上進行了改進。

通過分析，得到以下結論

1)門把手在使用新材料后滿足強度要求，減輕了重量，并節(jié)省成本。

2)建議在應力集中的地方采用更圓滑的圓弧過度以降低應力集中。

3)試驗結果與分析結果十分接近，說明了 ABAQUS分析的準確性。