普通高等教育 “十一五”國家級規(guī)劃教材 汽車車身設計,第八章 車身閉合件設計,提綱,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成 第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計 第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,第四節(jié) 穩(wěn)健設計方法用于車門系統(tǒng)設計 一、Taguchi參數(shù)設計方法 二、Taguchi穩(wěn)健設計方法在車門系統(tǒng)設計中的應用 第五節(jié) 白車身前、后閉合件 一、發(fā)動機罩蓋、行李艙蓋 二、前、后蓋結構性能分析 三、白車身背門（Liftgate）和門框,車身閉合件(Closures), 包括車門、發(fā)動機罩和行李艙蓋等部件,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,有必要的開度，開啟后能停止在最大開度和半開的位置 安全可靠 操作性良好 具有良好的密封性，使乘員與外界隔離 具有足夠的剛度 制造工藝性好，易于沖壓并便于安裝附件 車門造型與整車協(xié)調(diào)；色彩與內(nèi)飾和整車匹配 設計應滿足人機關系的要求，提高乘員舒適性 在車輛使用壽命結束時，要求拆卸分解工作最少，而且不能回收的材料最少,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,車門系統(tǒng)一般由門體、附件和內(nèi)飾件三部分組成,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（一）門體 1車門外板 一般采用0.65mm0.85mm厚的薄鋼板沖壓成型 由于輕量化和側面碰撞安全性的要求，廣泛使用高強度鋼板 2車門內(nèi)板 是車門幾乎所有附件的安裝體，是車門的重要的支撐板件 一般采用0.70.85mm的薄鋼板拉延成型，對于整體式門內(nèi)板，拉延深度形成門體厚度的側板 為安裝車門附件機構，內(nèi)板主要的立面上需壓出各種形狀的凸臺、窩穴、手孔和安裝孔等 為保證車門附件安裝位置的精度要求和保證車門周邊的密封間隙要求，車門內(nèi)板應具有足夠的剛度，所以內(nèi)板周邊需沖壓出凸邊、加強筋或使用加強板焊于母板上,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（一）門體 3車門加強板 車門加強板用以提高附件安裝部位的剛度和連接強度,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,車門J平面和窗臺截面,（一）門體 4抗側撞橫梁 可以是圓管，也可以是用高強度鋼板沖壓成型的異型截面梁 截面厚度約在33-36mm范圍內(nèi) 兩端通過連接焊接在門內(nèi)板上,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（一）門體 5車門窗框 車門結構可分為無玻璃窗框結構，組裝式窗框結構，整體式結構和玻璃布置在窗框外側的結構,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（一）門體 5車門窗框,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,玻璃布置在窗框外側,（一）門體 5車門窗框 無窗框結構 敞亮，外形效果好，板材利用率高，內(nèi)、外板沖壓方便；但玻璃運行穩(wěn)定性差，密封困難 組裝式的窗框結構 窗框用螺釘固定或焊接在門體上，裝配長度100mm 多采用滾壓成型窗框，板料厚一般為0.81.0mm 斷面形狀要考慮窗框的剛度、玻璃密封條的布置和固定、窗框與內(nèi)門板的連接和安裝等 板材利用率高，門內(nèi)、外板沖壓方便，制造質(zhì)量高，表面造型效果好。但零件/總成裝配水平要求較高；密封條的選擇受限制，在窗框轉角處，密封條需45角接 整體式結構的車門窗框 內(nèi)、外板是分別與門的內(nèi)外板一體沖壓的 車門本體零件數(shù)量少，制造方便 車門剛性好，便于設兩道密封條，提高密封性能 需較大的壓床臺面尺寸，且廢料較大,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（二）車門附件 1車門鉸鏈和限位系統(tǒng) 車門通過上、下鉸鏈懸掛在門柱上 整個車門（包括門內(nèi)飾板）的重量及任何作用在車門上的力，在車門關閉狀態(tài)下，是由兩個鉸鏈、門鎖及固定在車身門柱上的鎖閂系統(tǒng)來支承；在車門打開時全由鉸鏈支承 車門的下垂：通常由于載荷作用下，鉸鏈與車身或車門的連接部位變形所致,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（二）車門附件 1車門鉸鏈和限位系統(tǒng) 合頁式鉸鏈 兩個合頁分別與車門和車身門柱連接，合頁之間用銷軸定位 優(yōu)點是質(zhì)量輕、剛度高、易于裝配,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（二）車門附件 1車門鉸鏈和限位系統(tǒng) 車門開度限位器 具有門半開時支承功能和全開時限制車門的最大開度功能，防止車門外板與車身相碰，并使車門停留在所需開度，防止車門自動關閉的作用,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（二）車門附件 2門鎖體和鎖閂系統(tǒng) 嚙合部分 連接車門和車身，鎖閂固定在立柱上，鎖體裝在門體內(nèi) 鎖閂和鎖體的咬合形式 轉子卡板式：嚙合可靠，可承受較大的前后方向和門開閉方向載荷，對裝配精度要求不高，應用普遍 齒輪齒條式 連動機構 是門內(nèi)、外側手柄及其操作力的傳動部分和鎖止、開啟部分 包括門內(nèi)鎖止桿和鑰匙芯,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（二）車門附件 3車門玻璃升降系統(tǒng) 由支承玻璃的托架、導軌和玻璃升降器組成 系統(tǒng)應滿足如下要求： 玻璃升降平順，工作可靠，無沖擊和阻滯現(xiàn)象。 操縱輕便省力 具有防止玻璃受外力時升降器倒轉的機構，以免人強迫進入,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（二）車門附件 3車門玻璃升降系統(tǒng) 玻璃升降器 傳動：臂式、鋼絲繩 驅(qū)動方式：手動、電動 正確選擇玻璃升降器是保證玻璃升降操縱輕便，工作可靠、平穩(wěn)的關鍵。對于電動玻璃升降器，還應考慮防夾功能,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（二）車門附件 3車門玻璃升降系統(tǒng) 升降器的選擇 根據(jù)具體的車門結構和升降玻璃形狀選擇 窗框上具有平行的玻璃導槽：可采用單臂式結構 車門窗框不平行，導向槽短：應采用交叉臂傳動結構（或鋼絲繩傳動結構）。玻璃質(zhì)心在升降過程中應始終位于支持玻璃的兩個支承點之間，從而能保證升降的平穩(wěn)性 大曲率弧形升降面：應采用鋼絲繩式結構,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（二）車門附件 4車門密封系統(tǒng) 1）車門與車身門框之間的密封 通過安裝橡膠密封條來實現(xiàn)車室內(nèi)部與外界的隔離，以防雨水、灰塵、風和噪音侵入車內(nèi) 密封條對車門的關閉起到緩沖作用，且防止車輛在行駛中發(fā)生振響和氣流嘯聲,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（二）車門附件 4車門密封系統(tǒng) 1）車門與車身門框之間的密封 密封條的材質(zhì)一般是表面具有合成橡膠護膜的海綿橡膠，其性能要求： 彈性好，永久變形小 良好的耐候性和耐老化性，低溫下不發(fā)硬 具有一定的強度和表面護膜的耐磨性 吸水率低 便于成型（擠壓或模具成型）和裝配 密封條的布置型式 安裝在車門上或門框上，或雙重布置兩種型式并用 密封條的固定方式：粘接、卡扣固定，嵌入式或夾持,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（二）車門附件 4車門密封系統(tǒng) 1）車門與車身門框之間的密封 密封條的設計 應使車門與車身門框間隙不均勻時，密封條的載荷不會有大的變化,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,密封條的彈性特性最好取用圖示的中間一段 如果取用載荷變化大的一段，雖可提高密封性，也可減小車門振動，但會使車門關閉力加大，影響商品價值,（二）車門附件 4車門密封系統(tǒng) 1）車門與車身門框之間的密封 密封條的斷面形狀 分中空形和唇形兩種 中空壓縮型密封條：廣泛采用，由起密封作用中空海綿橡膠部分和夾持于門框上的夾持部分所組成，的彈性特性良好，使關門時對車門的反力小，密封效果好，便于布置,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（二）車門附件 4車門密封系統(tǒng) 2) 門窗玻璃的密封結構 靠玻璃導槽和車門窗臺處橫置的密封條實現(xiàn) 玻璃導槽的裝配 斷面形狀設計 車門窗臺的密封,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（三）車門內(nèi)飾 用以裝飾車室內(nèi)部外，還起到隔音、吸音、防止車外灰塵進入和水浸入的作用 由于車門內(nèi)飾及構件軟化，車輛碰撞時能保護乘員，提高安全性 結構由芯材、襯墊、蒙皮、內(nèi)飾固定板及附件組成,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,（三）車門內(nèi)飾 現(xiàn)在多采用成型內(nèi)飾，有部分成型和整體成型兩種 成型方法：真空成型，發(fā)泡成型，注塑成型，熱沖成型和樹脂沖壓成型等 在內(nèi)飾上安裝車門扶手，除可以靠肘外，還可以作為開關門的把手用 各種開關和煙灰盒等多為內(nèi)置式，使內(nèi)飾表面美觀并有效利用空間，還可減少零件數(shù)量,第一節(jié) 車門系統(tǒng) 一、車門系統(tǒng)功能要求 二、車門結構組成,汽車概念設計階段，車身輪廓尺寸、外形和車身結構形式逐步形成 車身側圍結構設計與車門設計不可分割，車門的布置設計（包括車門的選型、輪廓形狀、車門開度、附件型式、密封型式等）必須同時進行,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,車門布置設計內(nèi)容： 確認已知條件 鉸鏈布置和門邊結構設計 車門內(nèi)部布置 車門與車身側圍（門柱）的配合關系,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（一）由車輛總布置提供滿足人機關系要求的尺寸,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,a-最小頭部間隙 b-肩部空間 c-金屬門厚 d-步出寬度e-門檻上部到地面高度 f-座椅到地板內(nèi)飾空間 g-腰線高度 h-進/出高度 w-車身總寬 n-門內(nèi)飾板 p、q-手操作空間,影響進出方便性尺寸,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,l1、l2、l3、l4-乘員SgRP點到前/后門框B線的水平距離 h 、h1-乘員SgRP點到門框止口線的高度,（二）車身總寬和車身側面外形曲面，門洞線、腰線、門窗口線，玻璃形狀和分塊，輪罩開口線等,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（三）車門周邊與車身門框的配合關系,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,典型截面示例 1-內(nèi)飾線 2-后輪罩 3-前圍擋板,（四）前、后門主要邊緣結構和尺寸,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,前門前邊緣結構 1-前翼子板 2-門外板 3-鉸鏈 4-限位臂 5-導線管 6-鉸鏈軸線,當給定車門表面形狀和車門邊緣的結構形式及尺寸后，即可開始車門鉸鏈和門鎖的布置,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（一）車門擺動分析解圖 鉸鏈軸線的布置影響車門的擺動軌跡 在車身外形設計的初步階段，就需要布置鉸鏈軸線并對車門旋轉軌跡進行檢查，防止車門邊緣與周邊結構（如前翼子板）或前、后門之間發(fā)生干涉 車門繞鉸鏈軸線的擺動軌跡分析解圖： 垂直于鉸鏈軸線截取需要分析的截面 在截面圖上給出鉸鏈軸心位置 作門邊的擺動軌跡 分析間隙,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（二）檢查門縫線造型的”鑰匙”（K線） 車身的門縫線是空間曲線。檢查車門開縫線的位置和形狀定得是否合理的方法是作K線門縫最后極限位置線,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,表面門縫線與鉸鏈軸線的關系 C-風窗下邊緣線 D-前翼子板D線 T-前門邊緣T線,（二）檢查門縫線造型的”鑰匙”（K線） K線的研制是為了確保車門擺動時車門與其它部分（如翼子板，門體等）具有合適的間隙 確定間隙最小的條件 根據(jù)上述條件，和初始車門外板表面和鉸鏈軸線位置，在A、F、D、B、G、C、E等位置作垂直于鉸鏈軸線的截面，并作各截面前門擺動運動分析圖,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（二）檢查門縫線造型的”鑰匙”（K線） 將其余截面（A、B、D、E）向后移調(diào)至K線，并將其邊緣點反投到車身側表面上，連接這些反投點所得的線就是鉸鏈上、下穿透點之間的門縫后移的限制線,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（三）鉸鏈軸線在車身寬度方向的布置 鉸鏈軸線與車門外板表面的距離愈大則愈容易發(fā)生干涉，鉸鏈軸線應盡可能向車身寬度方向外移 鉸鏈布置時要處理好軸線外移與鉸鏈跨距和車門長度三者之間的關系,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,鉸鏈的跨距與車門的長度 1-上鉸鏈；2-下鉸鏈；3-鉸鏈軸線；4-門外板；5-門內(nèi)板鎖嚙合口s點；A-鉸鏈軸線至車身最寬點距離；z-鉸鏈跨距；l-門長度,（四）鉸鏈軸線的傾斜 應使車門鉸鏈軸線內(nèi)傾或后傾 內(nèi)傾比后傾效果更好。當鉸鏈軸線外傾或前傾時，車門在開啟時往下斜,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,鉸鏈軸線的傾角計算 a)鉸鏈軸線的傾斜 b)鉸鏈軸線傾角計算 1-側視鉸鏈位置 2-車門打開位置 3-車門關閉位置 U/D-車門打開60時車門A點的上升量或下降量,（五） 鉸鏈的位置受結構的限制 在鉸鏈布置區(qū)域，內(nèi)板表面位置線往往限制鉸鏈外移 布置鉸鏈軸線要考慮合頁尺寸和形狀，軸心的調(diào)節(jié)量，門內(nèi)板的圓角半徑，內(nèi)板到外板的表面距離等 上、下鉸鏈的最高和最低位置也受結構約束 上鉸鏈最高位置與腰線的距離，一般控制在100125mm 而下鉸鏈的最低位置是受門內(nèi)板J線拐角圓弧的限制,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,車門內(nèi)部的布置主要是門體內(nèi)的附件和結構布置 從門內(nèi)板J平面到車身最寬線的距離，即車門的厚度，車身中段車門的厚度大約150mm。在這個厚度內(nèi)，要布置車門的防側撞梁，玻璃和玻璃升降機構，以及門鎖和操縱機構等,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（一）玻璃及玻璃升降系統(tǒng)布置 1布置玻璃升降系統(tǒng)的已知條件 1）側視圖上車門窗框線（D線），造型給出的車門腰線C，玻璃上邊緣點A和下邊緣點B 2）車身最寬處（如坐標3300處）的車門主截面圖 3）側玻璃向車身中心的傾斜度和曲率 4）已知玻璃升降器基本尺寸,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（一）玻璃及玻璃升降系統(tǒng)布置 2車門腰線的調(diào)整 對造型給出的腰線需要進行檢查和調(diào)整，使玻璃可以全部降至窗臺 對于后門, 由于結構限制,有的車門玻璃不能降至窗臺, 設計時應保證露出窗臺部分的玻璃高度尺寸盡可能小,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（一）玻璃及玻璃升降系統(tǒng)布置 3玻璃曲面和玻璃導軌,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,車門的玻璃表面應為鼓形表面 垂直于鼓軸的各截面半徑是變化的，各截面玻璃曲線是一組同心圓弧,（一）玻璃及玻璃升降系統(tǒng)布置 4玻璃升降器的布置 側視圖布置 主動臂擺動中心的高度 玻璃質(zhì)心 交叉臂臂端的滾輪活動滑槽布置 升降器底板在門內(nèi)板平面上的固定位置和角度 升降器在門厚度方向的位置,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（一）玻璃及玻璃升降系統(tǒng)布置 5對于無窗框車門玻璃升降器的布置 玻璃升降的平穩(wěn)性必須由門體中的玻璃導軌和窗臺內(nèi)定位托架來保護和導向玻璃,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,無窗框玻璃的導向 1-定位托架;2-滑輪;3-導軌;4-推桿;5-下落時玻璃脫離密封槽;6-下落時玻璃不脫離密封槽;7-設計位置,（二）門鎖布置 門鎖嚙合口布置：距離鉸鏈軸線盡可能遠處 門鎖支持平面與鉸鏈軸線布置必須協(xié)調(diào) 門鎖大多布置在玻璃升降機構的內(nèi)側 操縱車門鎖的外手柄一般應布置,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（二）門鎖布置,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,操作手柄的布置 1-門內(nèi)板 2-外手柄 3-鎖芯 4-玻璃,（三）車門主截面的布置 取車身中段靠近車身最寬處的截面進行車門內(nèi)部布置 玻璃上邊緣點X值一般不應大于1/2Y，Y是車門腰線以上玻璃高度 車身中段玻璃曲率半徑一般在10001800mm范圍 車門玻璃下端點到門內(nèi)板間隙，臂式升降器不應小于25mm，纜繩式升降器不應小于42mm 臂式升降器底板支持平面與車門內(nèi)板垂直平面的偏角不大于3 抗撞梁等所有金屬件與玻璃的間隙不應小于18mm，抗撞梁與車門外板內(nèi)表面間隙取5mm左右；抗撞梁應布置在離地面800mm左右的高度位置,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,應注意： 門柱的強度和剛度 車門、限位器、門鎖閂等安裝位置和精度 與密封措施有關的車身結構要求 門和門洞配合的一些控制措施 選擇的材料和加工方法等,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（一）前門鎖嚙合處B柱外板截面設計 截取通過前門門鎖嚙合中心線的x-x截面。在x-x截面上作后門擺動到全開啟位置并超過4的門邊軌跡,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,檢查后門門邊運動間隙解圖 1-后門最外極限位置 2-最內(nèi)極限位置 3-后門全開啟并超過4位置 4-門邊最大調(diào)節(jié)位置,（一）前門鎖嚙合處B柱外板截面設計 調(diào)整鎖支持面與B柱外板的關系，布置鎖嚙合中心線 根據(jù)門合頁尺寸h1 畫圓弧; 在后門處于關閉位置時，讓后門前側內(nèi)板的斜度為6。參考前門內(nèi)板J平面確定后門內(nèi)板J平面 根據(jù)密封要求，確定B柱外板B、R點，獲得B柱寬度尺寸J 取B柱側外板與前、后門側內(nèi)板平行，其間隙至少取為11mm；考慮安裝線束導管，確定B柱外板斜面P,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,B柱外板截面設計 1-前門鎖；2-鎖嚙合中心線；3-后門全開啟并超過4位置；P - B柱外板P平面外移極限位置,（二）后門上、下鉸鏈處B柱外板截面設計 鉸鏈軸線到車身最寬線距離A是鉸鏈布置的特征尺寸 影響車門開啟時門邊間隙、車身門柱外板和門內(nèi)板的拉延深度 必須將鉸鏈軸線沿車身寬度方向外移 若不外移, 則需加大柱合頁高度h2 ，會影響門柱和車門的厚度 應分析上鉸鏈門柱合頁與門邊的關系,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,B柱下鉸鏈處G截面 1-外板最外極限線;2-內(nèi)板最內(nèi)極限線;3-G水平最外極限位置;4-F、H水平最外極限位置;5-F水平最內(nèi)極限位置;6-G、H最內(nèi)極限位置;7-后門全開啟并超過4位置;8-間隙線;9-密封三角形;T-切點;-門縫,（三）作B柱的側視圖 側視圖：若鉸鏈后傾，求對應所需上升值的鉸鏈后傾角2 作新設計的B柱前、后B線；求后門鉸鏈軸線，并布置上、下鉸鏈,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,布置后門鉸鏈軸線 a) 側視圖；b）前視圖；1-后門鉸鏈軸線；2-車門腰線,（三）作B柱的側視圖 安裝鎖于S線 作B柱輪廓形狀 考慮密封結構，B柱強度、剛度和加工要求等因素，完成B柱設計,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（四）密封條布置 許多車門采用兩道密封結構，第一道是門內(nèi)板J線與門框翻邊上的密封條配合 采用中空型夾持密封條時，要設計好TBR三角形，門上要有足夠的密封面寬度 確定安裝于前車門上的第二道密封條與B柱的配合路徑,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,（四）密封條布置 為了密封功能可靠，對某些密封結構截面也要在考慮各種偏差條件下進行車門擺動軌跡分析,第二節(jié) 車門布置設計 一、已知條件 二、車門鉸鏈布置和門邊結構設計 三、車門內(nèi)部布置 四、車門與門柱的配合設計,a)密封條安裝于車身門框上 b)密封條安裝于車門上 1-第一道密封條（中空型） 2-第二道密封條（唇型） 3-密封條繞鉸鏈軸線擺動軌跡,白車門CAE分析 車門扭轉剛度分析 車門垂直剛度分析 車門外板凹陷分析 鉸鏈強度、剛度分析 車門邊緣齊平度分析 拼焊板應用于車門的研究，車門零件板厚的優(yōu)化等,第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,（一）白車門總成分析 某公司在開發(fā)新車型前車門時，參考原車型的車門CAE分析結果，提出新的車型方案；為了減輕重量，前門內(nèi)板板厚由0.75mm改為0.7mm,第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,前門爆炸圖 1-外板；2-內(nèi)板；3-內(nèi)板加強腰梁；4-后加強板；5-前加強板；6-外板加強腰梁；7-抗側撞梁；8-玻璃升降器固定加強板；9-鉸鏈固定加強板,（一）白車門總成分析 計算車門總成時，假設車門系統(tǒng)掛在剛性墻上，按技術標準施加規(guī)定的向下載荷,第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,兩種車門系統(tǒng)的性能都在技術要求范圍內(nèi)，而新車門重量減輕了0.4kg,（二）車門窗框剛度分析 研究窗框的橫向剛度可取兩種分析模型 1）初步設計時 用簡化的梁單元模擬 前、后、頂三段的截面參數(shù)視為常數(shù) 窗框前、后段的底端固定于剛性門體 載荷垂直作用于窗框的后上角 計算框架在車身坐標系Y向的最大位移值，進行不同窗框截面方案的比較,第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,（二）車門窗框剛度分析 2）詳細設計時 用板單元模擬 研究結構的細節(jié)，如截面的變化和加強板、焊點等的影響 載荷作用于窗框的后上角，而鉸鏈是剛性固定于車身側圍的門柱上，并約束門閂的Y向平移自由度,第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,（三）車門內(nèi)板采用拼焊板的研究 目的 將原車門裝鉸鏈一側的門內(nèi)板及其加強板改換成拼焊板，要研究為保持車門的結構剛度不變，確定應采用拼焊板的板厚 將拼焊板組合到車門有限元模型中，代替原側板和加強板 約束車身鉸鏈柱上兩個合頁的x、y、z方向的平移自由度，和鎖閂處垂直于門的y方向自由度 載荷條件 施加使車門下沉的載荷，作用于車門重心 1500N集中力作用于門上的鎖閂嚙合點 計算嚙合點的垂直撓度,第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,（三）車門內(nèi)板采用拼焊板的研究 用MSC.Nastran的靈敏度分析與優(yōu)化功能優(yōu)化板厚 優(yōu)化模型為： 優(yōu)化變量：拼焊板板厚 約束條件：限定門閂嚙合點的垂直撓度 優(yōu)化目標：求解拼焊板最小板厚 原方案：車門整體內(nèi)板厚0.75mm，在安裝鉸鏈一側附加有加強板 新方案：門內(nèi)板改為鉸鏈側1.8mm板厚、門內(nèi)板0.75mm板厚，在分割線處激光焊接的拼焊板，取消鉸鏈側加強板 改進后減輕了重量約0.9kg；剛度雖然略低，但不影響下沉量,第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,（四）其它分析 車門腰部內(nèi)、外腰帶擠壓剛度分析 限位器作用區(qū)域的車門剛度分析 車門動態(tài)性能分析 （略）,第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,在期望的車輛壽命期間，車門應該經(jīng)受住任何復雜的使用條件，包括各功能的可靠性和耐久性,第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,（一）車門砰擊（Slam）的耐久性 車門耐久性試驗要綜合考慮環(huán)境條件，車門玻璃位置，砰擊能量,第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,駕駛員前門，按組合進行10個重復，總共10萬次耐久性試驗 乘員前門，按組合進行5個重復，總共5萬次耐久性試驗 后門，按組合進行2個重復，即總共2萬次耐久性試驗 破壞性砰擊試驗，每個門僅作表中的12次砰擊，不再重復 每次試驗后要檢查車門各項功能和載荷變化的全部情況,（二）車門限位器的耐久性 定義為限位器的受載循環(huán)次數(shù) 門在全開位置施加規(guī)定的力，然后釋放并移動回到最初關閉位置，為一次限位器受載循環(huán) 將限位器使用生命期間分為1000個間隔，檢查功能和力的變化,第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,（三）車門鉸接系統(tǒng)耐久性 在正常環(huán)境條件下測試 前門，要求總循環(huán)次數(shù)為65000次 后門為32500次 整個使用周期分為5000個間隔，檢查其功能和力的變化 鉸接系統(tǒng)耐久性試驗的一次循環(huán)，定義為移動門從初始關閉位置到全開位置，然后關閉到初始位置,第三節(jié) 車門總成的性能分析和試驗 一、分析實例 二、車門耐久性試驗要求,穩(wěn)健設計方法 一種保證產(chǎn)品質(zhì)量的有效設計方法 可分成兩類： 傳統(tǒng)的穩(wěn)健設計方法，以經(jīng)驗或半經(jīng)驗設計為基礎 田口（Taguchi）方法、響應面法等 現(xiàn)代穩(wěn)健優(yōu)化設計方法，與優(yōu)化技術相結合 容差模型法、容差多面體法、隨機模型法等,第四節(jié) 穩(wěn)健設計方法用于車門系統(tǒng)設計 一、Taguchi參數(shù)設計方法 二、Taguchi穩(wěn)健設計方法在車門系統(tǒng)設計中的應用,田口方法 以正交試驗設計為基礎，強調(diào)產(chǎn)品設計都必須經(jīng)過系統(tǒng)設計、參數(shù)設計和容差設計三個階段 將損失函數(shù)模型轉化為信噪比指標，再通過正交試驗設計來確定參數(shù)值的最佳水平組合 優(yōu)點 設計變量可以是連續(xù)變量、離散變量甚至非數(shù)值型變量 優(yōu)化過程對模型的連續(xù)性和可微性等數(shù)學性態(tài)要求不高，可求解相當復雜的模型 通過正交表的統(tǒng)計分析，可以定量地了解各設計參數(shù)對目標性能的影響 缺點 事先要知道最優(yōu)解的大致范圍和水平，否則就要通過多輪的正交試驗求解，從而明顯降低效率,第四節(jié) 穩(wěn)健設計方法用于車門系統(tǒng)設計 一、Taguchi參數(shù)設計方法 二、Taguchi穩(wěn)健設計方法在車門系統(tǒng)設計中的應用,對車門鉸接系統(tǒng)和對限位器系統(tǒng)的剛度要求 系統(tǒng)垂直剛度不足會導致車門因變形而下沉 影響車門和門框的間隙及表面平齊度 使車門關閉費力和密封性變差 車門系統(tǒng)設計要求 車門下沉量越小越好 通用汽車公司要求： 車門邊緣垂直撓度(彈性變形)不大于16mm 永久變形(車門下沉量)不超過116mm,第四節(jié) 穩(wěn)健設計方法用于車門系統(tǒng)設計 一、Taguchi參數(shù)設計方法 二、Taguchi穩(wěn)健設計方法在車門系統(tǒng)設計中的應用,車門結構對車門下沉量的影響因素分析 篩出可控制因素對產(chǎn)品性能影響的程度，以利于有效控制因素的最佳組合 提出與車門鉸接設計相關的8個因素,第四節(jié) 穩(wěn)健設計方法用于車門系統(tǒng)設計 一、Taguchi參數(shù)設計方法 二、Taguchi穩(wěn)健設計方法在車門系統(tǒng)設計中的應用,選用不等水平的正交表L18 ( 21 37 )，得到L18的DOE矩陣,第四節(jié) 穩(wěn)健設計方法用于車門系統(tǒng)設計 一、Taguchi參數(shù)設計方法 二、Taguchi穩(wěn)健設計方法在車門系統(tǒng)設計中的應用,有限元計算分析 固定鉸鏈合頁位置門的全部自由度 下垂分析：在車門內(nèi)板質(zhì)心處施加垂直向下載荷P = 20kg 下沉分析：在質(zhì)心處作用P1 = 40kg的載荷,同時在車門閂位置加P2 =150kg垂直向下的載荷 分別計算門閂處的垂直位移,即車門的下垂量和下沉量,第四節(jié) 穩(wěn)健設計方法用于車門系統(tǒng)設計 一、Taguchi參數(shù)設計方法 二、Taguchi穩(wěn)健設計方法在車門系統(tǒng)設計中的應用,車門結構優(yōu)化設計結果,第四節(jié) 穩(wěn)健設計方法用于車門系統(tǒng)設計 一、Taguchi參數(shù)設計方法 二、Taguchi穩(wěn)健設計方法在車門系統(tǒng)設計中的應用,結果分析-正交表的響應均值分析 研究因素水平變化對產(chǎn)品質(zhì)量特性的影響 首先計算對應每個因素各水平的平均響應值 作響應圖(各因素水平與試驗結果的關系圖),第四節(jié) 穩(wěn)健設計方法用于車門系統(tǒng)設計 一、Taguchi參數(shù)設計方法 二、Taguchi穩(wěn)健設計方法在車門系統(tǒng)設計中的應用,比較平均響應值,可見各因素對響應特性的影響,以及各因素不同水平之間的極差 E因素的極差最大，說明變更該因素對設計響應特性會有較大的影響 極差小的因素是F、G、H 3個因素，說明腰帶梁板厚、抗撞梁板厚和門外板板厚,對車門下沉影響不大,結果分析-正交表的響應均值分析 根據(jù)試驗目的(車門下沉量最小),從響應圖中找出每個因素的最佳點 , 它們是參數(shù)的最佳組合A1B2C3D3E1F1G2H2,第四節(jié) 穩(wěn)健設計方法用于車門系統(tǒng)設計 一、Taguchi參數(shù)設計方法 二、Taguchi穩(wěn)健設計方法在車門系統(tǒng)設計中的應用,結果分析-試驗數(shù)據(jù)的方差分析 用于確定設計因素對偏差的貢獻程度，定量給出因素的主次關系 參數(shù)的最佳組合主要考慮貢獻率大的主要因素及其相應的水平，并進行控制和調(diào)整；對于次要因素可根據(jù)其它條件確定，以便獲得最佳的設計方案,第四節(jié) 穩(wěn)健設計方法用于車門系統(tǒng)設計 一、Taguchi參數(shù)設計方法 二、Taguchi穩(wěn)健設計方法在車門系統(tǒng)設計中的應用,最佳設計方案的選擇： 要考慮設計、制造、成本等因素 對于最佳組合A1B2C3D3E1F1G2H2 門內(nèi)板拉延深度，還需要考慮車門布置因素 門內(nèi)板只能要求開口最小化 該組合方案不是質(zhì)量最輕、成本最低的方案 應該對上述方案進行調(diào)整。調(diào)整時要注意各因素對響應值的敏感性,第四節(jié) 穩(wěn)健設計方法用于車門系統(tǒng)設計 一、Taguchi參數(shù)設計方法 二、Taguchi穩(wěn)健設計方法在車門系統(tǒng)設計中的應用,(一) 蓋體 發(fā)動機罩蓋前部用鎖固定，后部通過鉸鏈懸掛于車身前圍擋板上，是往后開啟的形式 行李艙懸掛于后圍擋板上，后端用鎖固定，是往前開啟的形式 兩蓋都是由內(nèi)、外板組成 外板是車身上的大型覆蓋件，一般由內(nèi)板起加強作用 內(nèi)板沿罩、蓋的外板四周設置，通過翻邊壓合或粘接與外板組合；在內(nèi)板上焊有安裝鉸鏈、鎖和支撐桿用的加強板；為結構輕量化，在內(nèi)板上挖去受力小的材料,第五節(jié) 白車身前、后閉合件 一、發(fā)動機罩蓋、行李艙蓋 二、前、后蓋結構性能分析 三、白車身背門和門框,(二) 鉸鏈機構 應滿足下列要求： 保證蓋有足夠的開度，開啟過程中不與車身其它部分干涉 開閉蓋輕便靈活，因此鉸鏈機構采用平衡彈簧 有足夠的強度和剛度，以保證運動正確，可靠耐久,第五節(jié) 白車身前、后閉合件 一、發(fā)動機罩蓋、行李艙蓋 二、前、后蓋結構性能分析 三、白車身背門和門框,(二) 鉸鏈機構 帶有平衡彈簧的鉸鏈稱平衡鉸鏈 簡單平衡鉸鏈：繞固定軸旋轉，可通過恰當選擇軸線位置及鉸鏈臂的形狀，避免蓋在開啟過程中與車身干涉 連桿式平衡鉸鏈：在開啟蓋時其瞬時旋轉中心是不斷變化的，可通過改變機構連桿尺寸來實現(xiàn)所要求的任何運動軌跡和開度,第五節(jié) 白車身前、后閉合件 一、發(fā)動機罩蓋、行李艙蓋 二、前、后蓋結構性能分析 三、白車身背門和門框,(三) 鎖止機構 由上、下鎖體， 操縱機構，安全鉤等組成。多用柱銷鎖或卡板鎖 行李艙蓋鎖止機構的典型結構，