【摘要】在汽车外后视镜设计开发中，运用CAE对外后视镜的强度和模态进行分析，从而评估外后视镜的强度是否满足振动耐久要求，预测可能存在风险，并对外后视镜的结构进行优化，提高产品的可靠性。
　　【关键词】外后视镜；CAE；强度；模态
　　一、引言
　　作为汽车外饰件的重要组成部分，汽车外后视镜被广泛地使用于各种类型的汽车上。外后视镜是保证汽车安全行驶的重要部件之一，其主要功能就是实现标准规定的后视野要求。在产品设计中，为了能够将车侧和车后方的图像信息准确、清晰地传送给驾驶员，保证视野功能的实现，后视镜的强度是结构设计中的关键。
　　二、CAE在外后视镜结构设计中的应用
　　外后视镜的结构强度主要由支座和基板决定。传统的后视镜结构设计，主要依赖设计者的经验来决定结构部件的形状和尺寸，很难精确地判断产品设计的合理性。零件成型后，支座和基板可能强度不足，造成外镜抖动或者断裂；或者强度过设计，零件超重，带来成本的增加。
　　借助于CAE分析技术，可以克服外后视镜的传统设计中存在的问题，通过模拟分析预测外后视镜的结构强度和振动特性，大大降低设计风险。外后视镜的支座和基板强度满足设计要求：（1）外后视镜的一阶模态要大于60Hz；（2）在外后视镜的镜头的Z向施加650N的力时，支座和基板的材料不超过其拉伸极限。
　　在外后视镜的结构强度CAE分析中，运用Hypermesh进行CAE分析前处理，用ABAQUS进行分析求解，用Hyperview进行分析后处理，根据模拟分析结果，指导设计优化，保证产品的结构强度。
　　三、CAE应用实例
　　（一）建模与网格划分
　　图1为某车型的外后视镜，在CATIA软件中完成整个产品的建模，运用Hypermesh划分为286013个网格单元，螺栓连接选用COUPLE单元模拟。
　　（二）材料与属性
　　支座的材料为AlSi12Cu，抗拉强度为210MPa，基板材料为PA66+GF50，抗拉强度为200MPa。
　　（三）边界条件
　　在外后视镜支座的螺栓孔处约束6个自由度，在后视镜Y向的最外端部沿Z向施加650N的集中载荷，如图2所示。
　　（4）分析结果
　　一阶模态和强度分析结果见表1。从表中看出，一阶模态68.6Hz，大于60 Hz的目标值，满足设计要求。强度分析中，基板满足设计目标，支座的最大应力为212MPa，超过了材料的屈服极限，将发生塑性变形，主要集中在支座的底部图6所示的区域。
　　（5）结构优化与分析
　　根据分析结果，将支座发生变形区域的加强筋抬高4.0mm，如图8所示。对结构优化后的外后视镜再次进行CAE分析，结果见表2。从表中可以看出一阶模态和强度分析均满符合设计要求，支座未发生塑性变形。
　　模具零件的台架试验中，该款外后视镜的振动特性和振动耐久试验均合格，未发生产品部件抖动和断裂的问题。在整车路试中，外后视镜的光学稳定性表现良好，为驾驶员提供清晰的后方图像。
　　四、结论
　　在后视镜开发中运用CAE进行结构强度分析，可在设计冻结之前评估产品的强度可靠性，预测设计中存在的缺陷，为工程师提供产品结构优化的依据，提升外后视镜的开发质量。