《畢業(yè)設(shè)計(jì)》說(shuō)明書(shū) 轎車(chē)車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)與碰撞分析

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1、摘 要 車(chē)門(mén)是車(chē)身結(jié)構(gòu)中一個(gè)較復(fù)雜的總成。隨著社會(huì)的開(kāi)展和汽車(chē)工業(yè)的繁榮，汽車(chē)作為一種交通工具，在人們生活中起著舉足輕重的作用。汽車(chē)車(chē)身是整車(chē)的重要組成局部，而車(chē)門(mén)作為車(chē)身的一個(gè)重要組成局部，又發(fā)揮著它所特定的功能。因而對(duì)車(chē)門(mén)也有特定的要求，如開(kāi)關(guān)方便，玻璃升降方便、具有良好的密封、制造工藝性好等。由此可見(jiàn)，車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)車(chē)身乃至整車(chē)都有重大的影響。 本文運(yùn)用CATIA軟件進(jìn)行車(chē)門(mén)各系統(tǒng)總成的設(shè)計(jì)與安裝布置，并詳細(xì)對(duì)防撞梁的耐撞性、抗彎性進(jìn)行分析，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。運(yùn)用LS－DYNA軟件建立側(cè)面碰撞有限元模型，根據(jù)C-NCAP側(cè)面碰撞法規(guī)要求，進(jìn)行側(cè)面碰撞CAE仿真模擬，為進(jìn)一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化

2、奠定了根底。 關(guān)鍵詞：車(chē)門(mén)；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；側(cè)面碰撞；計(jì)算機(jī)模擬 Abstract Car body door is a more complex in the body structure. With the development of society and the prosperity of the auto industry, automobile as a traffic tool, in people life plays an important role. The car body is an important part of the whole vehicle,

3、and the doors as an important part of the car body, and play with specific functions. So on the door also have specific requirements, such as switching convenient, glass lift convenient, with good sealing, manufacturing technology. Therefore, the doors of body structure design and the vehicle has si

4、gnificant influence. The use of software for each system CATIA the door of the design and installation arrangement and detailed to guard against the beams of the stamina to run, bent on analysis, and to optimize the use of its structure. The finite model for a certain automobile was created with th

5、e software LS-DYNA. According to the C-NCAP side impact rules the simulation analysis was finished，and it established the foundation for further structure optimization. Topic words：Car door；Structure；Design；side impact；computer simulation 目錄 第一章 緒論 1 1.1 車(chē)門(mén)研究的內(nèi)容和意義 1 1.2 汽車(chē)CAE技術(shù) 2 1.2.1

6、CAE技術(shù)簡(jiǎn)介 2 1.2.2 CAE技術(shù)在汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的作用 2 第二章 車(chē)門(mén)的總成設(shè)計(jì)和要求 3 2.1 車(chē)門(mén)類(lèi)型的選擇 3 車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的3D建模 4 車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)總成 5 附件結(jié)構(gòu)圖 6 內(nèi)飾結(jié)構(gòu)圖 7 第三章 車(chē)門(mén)附件的布置 8 3.1 門(mén)鎖的布置 8 3.2 窗框結(jié)構(gòu)確定及玻璃升降器布置 9 3.2.1 窗框結(jié)構(gòu)確實(shí)定 9 3.2.2 玻璃升降器的布置 10 3.3 車(chē)門(mén)鉸鏈布置及運(yùn)動(dòng)校核 13 車(chē)門(mén)鉸鏈軸線確實(shí)定 15 運(yùn)動(dòng)校核 16 車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)間隙滿足工藝性校核 17 3.4 限位器布置及運(yùn)動(dòng)校核 17 限位器的布置 17 3.4.2 限位器運(yùn)動(dòng)

7、校核 18 3.5 車(chē)門(mén)的密封 19 3.5.1 車(chē)門(mén)的密封 19 車(chē)門(mén)密封系統(tǒng)的功能、性能要求 20 第四章 防撞梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 21 4.1 汽車(chē)防撞梁的比照選擇 21 4.2 汽車(chē)防撞梁碰撞性能的評(píng)價(jià)參數(shù) 22 4.3 汽車(chē)防撞梁的耐撞性分析 23 4.4 防撞梁的抗彎性與結(jié)構(gòu)優(yōu)化 23 4.4.1 改變防撞梁的高度 25 4.4.2 改變截面料厚 30 第五章 側(cè)面碰撞仿真分析 35 5.1 汽車(chē)側(cè)面碰撞國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 35 5.1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 35 5.1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 36 5.2 C-NCAP 側(cè)面碰撞測(cè)試方法 36 5.2.1 側(cè)面碰

8、撞試驗(yàn)條件 36 5.3 仿真分析模型建立 37 5.3.1 整車(chē)側(cè)面碰撞仿真模型建立 37 5.3.2 仿真實(shí)例 38 第六章 結(jié) 論 42 參考文獻(xiàn) 43 致 謝 44 附 錄 45 第一章 緒論 1.1 車(chē)門(mén)研究的內(nèi)容和意義 隨著社會(huì)的開(kāi)展和汽車(chē)工業(yè)的繁榮，汽車(chē)作為一種交通工具，在人們生活中起著舉足輕重的作用。汽車(chē)車(chē)身是整車(chē)的重要組成局部，而車(chē)門(mén)作為車(chē)身的一個(gè)重要組成局部，又發(fā)揮著它所特定的功能。 車(chē)門(mén)的結(jié)構(gòu)型式很多，有旋轉(zhuǎn)門(mén)，拉門(mén)，折疊門(mén)和外擺式車(chē)門(mén)。后兩者主要用于大客車(chē)上。各類(lèi)車(chē)的駕駛員專(zhuān)用門(mén)，貨車(chē)及轎車(chē)車(chē)門(mén)，大多采用旋轉(zhuǎn)門(mén)，開(kāi)門(mén)時(shí)旋轉(zhuǎn)方向可以是往前(順開(kāi)門(mén)

9、)或往后(逆開(kāi)門(mén))，順開(kāi)門(mén)在行車(chē)中比擬平安。 對(duì)車(chē)門(mén)的要求有： （1） 具有必要的開(kāi)度，并能使車(chē)門(mén)停在最大開(kāi)度，以保證上、下車(chē)方便。平安可靠，車(chē)門(mén)能鎖住，行車(chē)或撞車(chē)時(shí)車(chē)門(mén)不會(huì)自動(dòng)翻開(kāi)。 （2） 開(kāi)關(guān)方便，玻璃升降方便。 （3） 具有良好的密封。 （4） 具有足夠的剛度。不易變形下沉，行車(chē)時(shí)不振響。 （5） 制造工藝性好，易于沖壓并便于安裝附件。 （6） 外型上與整車(chē)協(xié)調(diào)。 由此可見(jiàn)，車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)車(chē)身乃至整車(chē)都有重大的影響，隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加快，汽車(chē)工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，汽車(chē)巨頭們都在加緊新車(chē)型的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)設(shè)計(jì)制造技術(shù)根本成熟，新車(chē)型便主要表達(dá)在電子設(shè)備和車(chē)

10、身造型的更新上。同時(shí)，為減少新車(chē)型的開(kāi)發(fā)本錢(qián)、縮短新車(chē)型的開(kāi)發(fā)周期、提高新產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，全球各大汽車(chē)公司普遍實(shí)施了“平臺(tái)戰(zhàn)略〞〔Platform Strategy)，車(chē)身的開(kāi)發(fā)便是該戰(zhàn)略的主要組成局部。目前，在一種新車(chē)型的開(kāi)發(fā)工程中，40％的設(shè)計(jì)師和工程師是在從事與車(chē)身相關(guān)的開(kāi)發(fā)。車(chē)身與汽車(chē)電子一起己經(jīng)成為目前汽車(chē)整車(chē)產(chǎn)品中最活潑的因素。我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)同興旺國(guó)家相比仍然落后很多，歸根結(jié)底就是因?yàn)檐?chē)身技術(shù)的相對(duì)落后。因此，要大力開(kāi)展我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)關(guān)鍵就在于車(chē)身技術(shù)的開(kāi)展。 在新車(chē)型的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中，如何判斷車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的合理性及車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)態(tài)性能的優(yōu)劣，并對(duì)車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，是一項(xiàng)十分重

11、要的工作。由于車(chē)門(mén)的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，用經(jīng)典力學(xué)方法很難得到精確的優(yōu)化解，為了能夠計(jì)算出車(chē)門(mén)的剛度和強(qiáng)度，往往對(duì)車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)進(jìn)行較多的假設(shè)和簡(jiǎn)化，計(jì)算模型只能構(gòu)造得非常簡(jiǎn)單，與實(shí)際的結(jié)構(gòu)形狀相差很大。 1.2 汽車(chē)CAE技術(shù) 1.2.1 CAE技術(shù)簡(jiǎn)介 隨著科技的開(kāi)展進(jìn)步，產(chǎn)品在趨于多樣化、智能化的同時(shí)，會(huì)不可防止地趨于復(fù)雜化。對(duì)于復(fù)雜的工程，人們都希望能在產(chǎn)品生產(chǎn)以前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行精確試驗(yàn)、分析和論證，這些工作需要借助計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即CAE(Computer Aided Engineering)。CAE是一個(gè)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析、數(shù)據(jù)管理、試驗(yàn)、仿真和制造的綜合過(guò)程，關(guān)鍵是在三維實(shí)體建模的根

12、底上，從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段開(kāi)始，按實(shí)際條件進(jìn)行仿真和結(jié)構(gòu)分析，按性能要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和綜合評(píng)價(jià)，以便從多個(gè)方案中選擇最正確方案，或者直接進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。 CAE技術(shù)主要包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容： (1)有限元法的主要對(duì)象是零件，包括結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度分析、非線性和熱場(chǎng)計(jì)算等內(nèi)容； (2)仿真技術(shù)的主要對(duì)象是分系統(tǒng)或系統(tǒng)，包括虛擬樣機(jī)、流場(chǎng)計(jì)算和電磁場(chǎng)計(jì)算等內(nèi)容； (3)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要對(duì)象是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。 在CAE技術(shù)中，有限元法(Finite Element Method)是運(yùn)用最成功，最廣泛的一種數(shù)值方法。它的核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化，就是將實(shí)際結(jié)構(gòu)假想地離散為有限數(shù)目的規(guī)那么單元組合體。它將求解域

13、看成是許多稱(chēng)為有限元的小的互相連接的子域(單元)組成，對(duì)每一單元假定一個(gè)適宜的(較簡(jiǎn)單的)近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域的總的滿足條件的解，從而得到問(wèn)題的解。目前用于有限元分析的軟件很多，如ADINA、PATRAN、NASTRAN、LDEAS、ANSYS等。 1.2.2 CAE技術(shù)在汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的作用 實(shí)踐證明，應(yīng)用有限元法對(duì)整車(chē)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期對(duì)其剛度和強(qiáng)度有充分認(rèn)識(shí)，使產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段就可保證使用要求.縮短設(shè)計(jì)試驗(yàn)周期，節(jié)省大量的試驗(yàn)和生產(chǎn)費(fèi)用，是提高產(chǎn)品可靠性、既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的方法之一。它在汽車(chē)設(shè)計(jì)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的直用使得汽車(chē)在輕量化、舒適性和操縱穩(wěn)定性方面得到改良和提高。

14、第二章 車(chē)門(mén)的總成設(shè)計(jì)和要求 2.1 車(chē)門(mén)類(lèi)型的選擇 車(chē)門(mén)是車(chē)身上相對(duì)獨(dú)立的總成，與車(chē)身組成一個(gè)有機(jī)的整體。因此，在車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)要素的完整統(tǒng)一和與車(chē)身其它相關(guān)要素的協(xié)調(diào)匹配。 車(chē)門(mén)有多種類(lèi)型〔表2－1〕。不同類(lèi)型的車(chē)門(mén)可分為車(chē)門(mén)本體、車(chē)門(mén)附件兩局部。車(chē)門(mén)本體屬白車(chē)身范疇，指作為一個(gè)整體涂漆、未裝備狀態(tài)的飯金焊接總成，包括車(chē)門(mén)內(nèi)外板、加強(qiáng)板和窗框等，是實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)整體造型效果、強(qiáng)度、剛度及附件安裝的根底框架。而附件那么是為滿足車(chē)門(mén)的各項(xiàng)功能要求，在白車(chē)身上裝配的零件及總成，其中包括車(chē)門(mén)鎖、鉸鏈、限位器、玻璃、拉手、操縱鈕、出風(fēng)口、密封件及內(nèi)外裝飾件等，另外還有一些其它的在車(chē)

15、門(mén)上裝備的附件，如煙灰盒、揚(yáng)聲器、放物袋、限位塊和行程開(kāi)關(guān)等。車(chē)門(mén)的根本結(jié)構(gòu)。 表2－1 車(chē)門(mén)分類(lèi) 分類(lèi)方式 類(lèi)型 特點(diǎn)及常用車(chē)型 開(kāi)啟方式 旋轉(zhuǎn)門(mén) 用于大多數(shù)汽車(chē) 折疊門(mén) 多用于客車(chē) 拉門(mén) 多用于輕型客車(chē) 結(jié)構(gòu) 整體式車(chē)門(mén) 剛度好、質(zhì)量高、隨形性好 分體式車(chē)門(mén) 鈑金件減小、材料利用率高、視野性能好 窗框 有窗框車(chē)門(mén) 用于大多數(shù)汽車(chē)、可為獨(dú)立窗框或整體式車(chē)門(mén) 無(wú)窗框車(chē)門(mén) 敞篷車(chē)、硬頂車(chē)、運(yùn)動(dòng)車(chē)使用 旋轉(zhuǎn)方式 逆開(kāi)門(mén) 較少采用，僅為方便上、下車(chē) 順開(kāi)門(mén) 平安性好，車(chē)門(mén)誤開(kāi)時(shí)，不會(huì)因?yàn)闅饬髯饔么甸_(kāi)門(mén)，較常用 上開(kāi)門(mén) 用于轎車(chē)和輕型車(chē)的背門(mén)，也

16、用于低矮的汽車(chē) 根據(jù)整車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)對(duì)車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的要求，采用輕量化設(shè)計(jì)、保證良好的視野性等因素，應(yīng)中選擇分體式結(jié)構(gòu)。由于滾壓窗框車(chē)門(mén)降低模具難度和本錢(qián)，極大提高材料利用率，而且門(mén)框細(xì)而均勻，有更大范圍的視野。所以，本次設(shè)計(jì)采用的是分體式液壓窗框車(chē)門(mén)。 2.2 車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的3D建模 左車(chē)門(mén)由鈑金焊接總成、附件及內(nèi)飾構(gòu)成?？偝蓸?gòu)成如下表2－2所示： 表2－2 左車(chē)門(mén)構(gòu)成 左車(chē)門(mén)構(gòu)成 鈑金焊接總成 附件 內(nèi)飾 左前門(mén)焊接總成 左前車(chē)門(mén)玻璃總成 左前車(chē)門(mén)內(nèi)護(hù)板總成 左前門(mén)外板 左前車(chē)門(mén)玻璃升降器總成 左前車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)飾板 左前門(mén)里板焊接總成 左前車(chē)門(mén)鎖總成 左前車(chē)門(mén)內(nèi)開(kāi)手柄護(hù)罩

17、 左前門(mén)里板 左前車(chē)門(mén)內(nèi)開(kāi)手總成 左前車(chē)門(mén)上飾板總成 前門(mén)鉸鏈安裝板總成 左前車(chē)門(mén)外開(kāi)手總成 左前門(mén)鉸鏈加強(qiáng)板 左前車(chē)門(mén)內(nèi)擋水條 左前門(mén)門(mén)鎖加強(qiáng)板 左前車(chē)門(mén)外擋水條 左車(chē)門(mén)窗框總成 前車(chē)門(mén)鎖扣總成 左前門(mén)防撞桿 前門(mén)鉸鏈總成 左車(chē)門(mén)窗沿內(nèi)加強(qiáng)板 前車(chē)門(mén)限位器總成 左車(chē)門(mén)窗沿外加強(qiáng)板 前車(chē)門(mén)洞密封條總成 左車(chē)門(mén)拉手盒支架 左前車(chē)門(mén)防水膜總成 前車(chē)門(mén)鎖機(jī)構(gòu)螺母板總成 左外后視鏡 左前車(chē)門(mén)密封條總成 根據(jù)以上車(chē)門(mén)的構(gòu)成，基于CATIA軟件完成車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)的一些相關(guān)要求。主要通過(guò)CATIA中的零部件設(shè)計(jì)模塊、曲面模塊和

18、DMU模塊對(duì)車(chē)門(mén)進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真及運(yùn)動(dòng)校核，其結(jié)構(gòu)圖如下。 2.2.1車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)總成 圖2－1 左車(chē)門(mén)構(gòu)成 表2－3 左車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu) 零件序號(hào) 級(jí)次 3 左前門(mén)焊接總成 1 4 左前門(mén)外板 4 左前門(mén)里板焊接總成 2 5 左前門(mén)里板 3 5 前門(mén)鉸鏈安裝板總成 4 5 左前門(mén)鉸鏈加強(qiáng)板 5 5 左前門(mén)門(mén)鎖加強(qiáng)板 6 5 左車(chē)門(mén)窗框總成 7 5 左前門(mén)防撞桿 8 5 左車(chē)門(mén)窗沿內(nèi)加強(qiáng)板 9 5 左車(chē)門(mén)窗沿外加強(qiáng)板 10 5 左車(chē)門(mén)拉手盒支架 11 5 前車(chē)門(mén)鎖機(jī)構(gòu)螺母板總成 2.2.2附件結(jié)構(gòu)圖

19、 圖2－2 附件結(jié)構(gòu)圖 表2－4 左車(chē)門(mén)附件結(jié)構(gòu) 零件序號(hào) 1 左前車(chē)門(mén)玻璃總成 2 左前車(chē)門(mén)玻璃升降器總成 3 左前車(chē)門(mén)鎖總成 4 左前車(chē)門(mén)內(nèi)開(kāi)手總成 5 左前車(chē)門(mén)外開(kāi)手總成 6 左前車(chē)門(mén)內(nèi)擋水條 7 左前車(chē)門(mén)外擋水條 8 前車(chē)門(mén)鎖扣總成 9 前門(mén)鉸鏈總成 10 前車(chē)門(mén)限位器總成 11 左前車(chē)門(mén)密封條總成 12 前車(chē)門(mén)洞密封條總成 13 左外后視鏡 2.2.3內(nèi)飾結(jié)構(gòu)圖 圖2－2 內(nèi)飾結(jié)構(gòu)圖 表2－5 左車(chē)門(mén)內(nèi)飾結(jié)構(gòu) 零件序號(hào) 1 左前車(chē)門(mén)內(nèi)護(hù)板總成 2 左前車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)飾板 3 左前車(chē)門(mén)內(nèi)開(kāi)手柄護(hù)罩

20、4 左前車(chē)門(mén)上飾板總成 第三章 車(chē)門(mén)附件的布置 3.1 門(mén)鎖的布置 門(mén)鎖裝置主要由鎖體、內(nèi)開(kāi)機(jī)構(gòu)、外開(kāi)機(jī)構(gòu)、鎖止機(jī)構(gòu)、擋塊、定位器和緩沖器等局部組成。設(shè)計(jì)時(shí)，車(chē)門(mén)門(mén)鎖裝置應(yīng)滿足輕便、平安、鎖止和強(qiáng)度等方面的要求。 如圖3－1所示，車(chē)門(mén)鎖安裝在車(chē)門(mén)鈑金上，鎖扣固定在車(chē)身側(cè)圍上，鎖扣穿過(guò)車(chē)門(mén)內(nèi)板與鎖本體嚙合。鎖扣與鎖本體的布置，需要參考鉸鏈軸線，嚙合時(shí)鎖扣垂直嚙合到鎖體內(nèi)。 鉸鏈中心線確定后，車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)軌跡即可確定，運(yùn)動(dòng)校核須檢驗(yàn)車(chē)門(mén)周邊與門(mén)洞是否干預(yù)，特別是車(chē)門(mén)前端是否與前立柱干預(yù)，并依此確定車(chē)門(mén)的開(kāi)度。 與門(mén)鎖機(jī)構(gòu)相關(guān)的運(yùn)動(dòng)件很多，有內(nèi)外手柄、內(nèi)鎖按鈕、鎖芯、鎖體、鎖環(huán)及其

21、相應(yīng)的聯(lián)桿等，它們的正確安裝、使用、彼此干預(yù)情況對(duì)車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的影響和制約較大，也是車(chē)門(mén)布置設(shè)計(jì)的重要步驟。 圖3－1 門(mén)鎖系統(tǒng)布置圖 功能要求： （1） 車(chē)門(mén)外開(kāi)閉鎖功能及防誤鎖功能，有全鎖和半鎖兩檔位置，在鎖止?fàn)顟B(tài)下，內(nèi)外手柄打不開(kāi)車(chē)門(mén)，開(kāi)鎖時(shí)，車(chē)內(nèi)用按鈕，車(chē)外用鑰匙，有的也設(shè)計(jì)保險(xiǎn)鎖； （2） 開(kāi)閉耐久性10×105 次； （3） 承受縱橫向載荷能力，全鎖時(shí)：縱向11110N ，橫向8890N ，半鎖時(shí)縱向4450N ，橫向4450N； （4） 互開(kāi)率：1000 種不同鑰匙牙花數(shù)以上； （5） 耐慣性力：全鎖狀態(tài)承受3g加速度作用。 3.2 窗框結(jié)構(gòu)確定及玻璃升降器布置

22、 窗框結(jié)構(gòu)、玻璃形狀確實(shí)定及玻璃升降器的布置，是車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重要內(nèi)容。 3. 窗框結(jié)構(gòu)確實(shí)定 窗框結(jié)構(gòu)和車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)形式不同，相應(yīng)的窗框結(jié)構(gòu)形式也不同。本次設(shè)計(jì)應(yīng)選用液壓式窗框。 液壓式窗框結(jié)構(gòu)如下列圖3－2。 圖3－2 窗框結(jié)構(gòu)圖 表3－1左車(chē)門(mén)窗框結(jié)構(gòu) 零件序號(hào) 左車(chē)門(mén)窗框總成 1 左車(chē)門(mén)上窗框 2 左車(chē)門(mén)前窗框 3 左車(chē)門(mén)前窗框下支架 左車(chē)門(mén)后窗框總成 4 左車(chē)門(mén)后窗框內(nèi)板 5 左車(chē)門(mén)后窗框外板 6 左車(chē)門(mén)后視鏡安裝板 對(duì)液壓式窗框的要求: 1〕保證前后導(dǎo)軌平行； 2〕作預(yù)彎處理。 3.

23、2.2 玻璃升降器的布置 3.2.2.1 汽車(chē)玻璃升降器結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 我國(guó)于1981年推行了JB2882—8l?載重汽車(chē)用玻璃升降器技術(shù)條件?標(biāo)準(zhǔn)，在此標(biāo)準(zhǔn)的根底上，根據(jù)我國(guó)汽車(chē)玻璃升降器的制造使用及檢測(cè)情況，并參照國(guó)際上有關(guān)的先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)及數(shù)據(jù)，修改制定了汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T29026--91?汽車(chē)用玻璃升降器試驗(yàn)方法?和QC/T29027—91?汽車(chē)用玻璃升降器技術(shù)條件?，并于1991年公布實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于汽車(chē)玻璃升降器的根本技術(shù)性能及測(cè)試方法作了明確的規(guī)定。由于目前我國(guó)大量使用的主要為臂式玻璃升降器，其它類(lèi)型特別是柔式玻璃升降器尚缺乏有關(guān)的技術(shù)資料和技術(shù)數(shù)據(jù)，故上述標(biāo)準(zhǔn)僅適用于臂式玻璃

24、升降器。由于臂式玻璃升降器制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，本錢(qián)低，目前我國(guó)80％左右的汽車(chē)玻璃升降器采用臂式玻璃升降器。而柔式玻璃升降器從平穩(wěn)性、運(yùn)動(dòng)阻力來(lái)說(shuō)大大優(yōu)于前者結(jié)構(gòu)更緊湊，且安裝和布置都較為方便，但目前我國(guó)關(guān)于柔式升降器尚無(wú)正式的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。軟軸式玻璃升降器在世界各種中高檔車(chē)輛特別是轎車(chē)上已被大量采用，是一種比擬先進(jìn)的玻璃升降器。近年來(lái)國(guó)內(nèi)的引進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)品，如重汽斯泰爾、北京切諾基和南京依維柯等均采用這種升降器。目前已在國(guó)內(nèi)一些汽配廠如北京汽車(chē)玻璃升降器廠、南汽隨車(chē)工具廠、四川汽車(chē)廠附件廠等完成了有關(guān)軟軸式玻璃升降器的生產(chǎn)工藝的技術(shù)開(kāi)發(fā)(引進(jìn))，可提供國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品。隨著其批量化生產(chǎn)水平的提高，亦可用于替

25、代臂式玻璃升降器。由于汽車(chē)結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)、制造本錢(qián)、制造技術(shù)的要求，手動(dòng)推拉式的車(chē)窗調(diào)整機(jī)構(gòu)仍為許多車(chē)輛采用。目前臂式及手動(dòng)(機(jī)械式)玻璃升降器為主要使用類(lèi)型，柔式玻璃升降器的應(yīng)用尚限于引進(jìn)車(chē)型，而電動(dòng)式玻璃升降器應(yīng)用較少。電動(dòng)玻璃升降器在國(guó)外中高檔車(chē)上應(yīng)用已很普通，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、本錢(qián)高、且國(guó)內(nèi)小型電機(jī)產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，故目前在我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)品中應(yīng)用尚少?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著我國(guó)汽車(chē)設(shè)計(jì)、制造水平的提高，電動(dòng)玻璃升降器將越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車(chē)產(chǎn)品。 目前我國(guó)汽車(chē)玻璃升降器產(chǎn)品的主要開(kāi)展方向： a) 改良產(chǎn)品制造質(zhì)量，提高使用可靠性； b) 提高零件通用性； c) 減小零件質(zhì)量，使結(jié)構(gòu)更加緊湊； d

26、) 提高軟軸式玻璃升降器生產(chǎn)水平。 3.2.2.2 玻璃升降器的選擇 玻璃升降器是車(chē)門(mén)上主要附件之一它帶動(dòng)玻璃上下運(yùn)動(dòng)占據(jù)門(mén)內(nèi)大量空間在選擇玻璃升降器時(shí)應(yīng)考慮以下因素車(chē)門(mén)造型特點(diǎn)車(chē)窗開(kāi)口大小玻璃形狀和安裝方式此外一般要求選擇的玻璃升降器最大行程比實(shí)際行程大些。 現(xiàn)代汽車(chē)中最常用的玻璃升降器有交叉臂式升降器與繩輪升降器2種。交叉臂式升降器總體剛度好，對(duì)玻璃支撐區(qū)域?qū)?，玻璃上升、下降過(guò)程中穩(wěn)定性好，通過(guò)布置玻璃上升、下降過(guò)程蓄能裝置“平衡彈簧〞可大大減少升降器滑動(dòng)配合面的接觸應(yīng)力，提高升降器的運(yùn)行壽命；缺點(diǎn)是運(yùn)行中受到側(cè)面因玻璃弧度引起交叉臂變形而產(chǎn)生的應(yīng)力增加了運(yùn)行阻力，且其本身質(zhì)量比繩輪

27、升降器大。繩輪式升降器可以適應(yīng)玻璃弧面半徑小于2000mm的車(chē)型(轎車(chē)為了美觀，玻璃弧面半徑或曲率半徑通常小于2000mm)，運(yùn)行時(shí)噪聲低，主要元件是塑料件，占用金屬少、質(zhì)量輕，對(duì)減輕車(chē)門(mén)質(zhì)量和車(chē)門(mén)鉸鏈負(fù)擔(dān)有利；缺點(diǎn)是支撐玻璃區(qū)域窄，玻璃上升、下降時(shí)假設(shè)兩側(cè)受力相差過(guò)大玻璃扭轉(zhuǎn)與兩側(cè)導(dǎo)軌的摩擦力大增會(huì)被卡住，鋼絲繩繞線復(fù)雜，假設(shè)松動(dòng)那么容易相互纏繞脫軌而失效，鋼絲繩如果潤(rùn)滑不好與導(dǎo)軌摩擦?xí)龃?，繃斷幾率很高，由于沒(méi)法安裝玻璃上升、下降過(guò)程蓄能裝置“平衡彈簧〞，手動(dòng)繩輪升降器轉(zhuǎn)動(dòng)手柄上升用力很大，而下降時(shí)玻璃下降太快手柄用力小，手感很差。 綜合上述2種升降器特點(diǎn)，門(mén)玻璃升降器為節(jié)約本錢(qián)及控制重

28、量考慮采用繩輪式玻璃升降器，而且要求采用繩輪式玻璃升降器，前后玻璃導(dǎo)軌必須平行。 3.2.2.3 玻璃升降器的功能要求 （1） 操作方便，搖手柄力矩不大于2Nm； （2） 結(jié)構(gòu)可靠，制動(dòng)力矩足夠，在臂桿滾輪處沿玻璃切線方向加300N 反力無(wú)逆轉(zhuǎn)，在上升行程任意位置，玻璃下沉量不大于5mm； （3） 強(qiáng)度：上止點(diǎn)，在手柄上加負(fù)荷，各部位不扭曲，運(yùn)動(dòng)自如； （4） 壽命：4×105次耐久實(shí)驗(yàn)，無(wú)異常。 3.2.2.4根據(jù)玻璃面確定玻璃運(yùn)動(dòng)軌跡及玻璃導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 現(xiàn)在確定的玻璃面為，圓半徑為2638mm的圓柱面；玻璃的運(yùn)動(dòng)為螺旋線運(yùn)動(dòng)；螺旋線螺距P=4000mm。 下面是該玻璃面的運(yùn)動(dòng)

29、仿真，玻璃在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中近似螺旋線運(yùn)動(dòng)，且偏差在0.15以?xún)?nèi)。 圖3－3 玻璃運(yùn)動(dòng)仿真 3.2.2.5玻璃升降器與玻璃的安裝 玻璃及玻璃升降器的安裝形式，如下列圖：用7個(gè)螺栓固定在車(chē)門(mén)內(nèi)板上。 圖3－4 玻璃升降器工作示意圖 3.3 車(chē)門(mén)鉸鏈布置及運(yùn)動(dòng)校核 車(chē)門(mén)鉸鏈的設(shè)計(jì)是車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作，直接關(guān)系到車(chē)門(mén)能否正常開(kāi)啟。在鉸鏈設(shè)計(jì)中，鉸鏈中心線定位和鉸鏈中心距是重要的設(shè)計(jì)硬點(diǎn)。 鉸鏈軸線一般設(shè)計(jì)成具有內(nèi)傾角和后傾角。內(nèi)傾角指鉸鏈軸線在x=0平面上的投影與z軸之間的夾角，內(nèi)傾角一般為0～4°，見(jiàn)圖3－5；后傾角指鉸鏈軸線在y=0平面上的投影與z軸之間的夾角，一般為0～2°

30、，見(jiàn)圖3－6。內(nèi)傾角和后傾角都是為了使車(chē)門(mén)開(kāi)啟時(shí)獲得自動(dòng)關(guān)門(mén)力，也有個(gè)別汽車(chē)門(mén)鉸鏈具有前傾角，但一般不會(huì)有外傾角。 圖3－5 內(nèi)傾角 圖3－6 前后傾角 1、鉸鏈旋轉(zhuǎn)中心確實(shí)定 （1） 根據(jù)外外表及車(chē)門(mén)分縫確定鉸鏈旋轉(zhuǎn)中心； （2） 為保證運(yùn)動(dòng)間隙，車(chē)門(mén)鉸鏈盡量離車(chē)門(mén)外外表近；為保證鉸鏈的強(qiáng)度，車(chē)門(mén)鉸鏈的跨距要盡量的大； （3） 車(chē)門(mén)繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，保證車(chē)門(mén)與翼子板的間隙在以上； （4） 根據(jù)外外表及這些約束條件，確定車(chē)門(mén)鉸鏈的位置，確定旋轉(zhuǎn)中心，車(chē)門(mén)旋轉(zhuǎn)中心為向內(nèi)傾2.25度，向前傾2.25度；兩鉸鏈跨距434mm，鎖扣嚙合點(diǎn)與鉸鏈旋轉(zhuǎn)中心距為11。 2、車(chē)門(mén)翻轉(zhuǎn)

31、角度確實(shí)定 （1） 車(chē)門(mén)翻轉(zhuǎn)的角度需要滿足人機(jī)，上下車(chē)方便性的要求； （2） 上下車(chē)方便性的人機(jī)要求為：下部空間大于250mm，上部空間大于650mm； （3） 如下列圖所示車(chē)門(mén)旋轉(zhuǎn)60度下部空間為381mm，上部空間為856mm，符合要求； （4） 翻開(kāi)狀態(tài)下門(mén)沿最低點(diǎn)比關(guān)閉狀態(tài)下高14mm。 圖3－7 車(chē)門(mén)鉸鏈開(kāi)度 鉸鏈中心距確實(shí)定可參考車(chē)門(mén)長(zhǎng)度，一般鉸鏈中心距/車(chē)門(mén)長(zhǎng)度=33%，或者更長(zhǎng)。需要說(shuō)明的是在布置鉸鏈時(shí)，應(yīng)注意在結(jié)構(gòu)允許的情況下，車(chē)門(mén)上下兩鉸鏈之間的距離應(yīng)盡可能大。為了防止翻開(kāi)車(chē)門(mén)時(shí)與其它局部干預(yù)，鉸鏈的軸線應(yīng)盡可能外移，使其靠近車(chē)身側(cè)面。 3.3.1車(chē)門(mén)鉸鏈

32、軸線確實(shí)定 確定鉸鏈軸線其實(shí)就是合理地布置鉸鏈。鉸鏈?zhǔn)擒?chē)門(mén)總成中的受力構(gòu)件。當(dāng)車(chē)門(mén)關(guān)閉時(shí)，車(chē)門(mén)上的承力件為門(mén)鎖和鉸鏈；當(dāng)翻開(kāi)車(chē)門(mén)時(shí)，車(chē)門(mén)的重力完全由鉸鏈來(lái)承受。鉸鏈軸線的布置會(huì)影響車(chē)門(mén)的開(kāi)度、門(mén)柱的尺寸、以及車(chē)門(mén)開(kāi)縫線的位置和形狀。在布置鉸鏈時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題。 （1） 在結(jié)構(gòu)允許的情況下，車(chē)門(mén)上、下兩鉸鏈之間的距離應(yīng)盡可能大。 （2） 布置鉸鏈時(shí)，為了防止翻開(kāi)車(chē)門(mén)時(shí)與其它局部干預(yù)。鉸鏈的軸線應(yīng)盡可能外移，使其靠近車(chē)身側(cè)面。 根據(jù)以上要求，我們來(lái)對(duì)S16車(chē)門(mén)鉸鏈軸線進(jìn)行確定：S16 車(chē)門(mén)左右是對(duì)稱(chēng)的，我們分析時(shí)只要分析一邊的車(chē)門(mén)即可，此次分析主要分析左邊的車(chē)門(mén)。左邊車(chē)門(mén)鉸鏈的位

33、置在XOZ、YOZ 平面，其軸線的位置如下列圖3－8 所示 XOZ 平面軸線位置 YOZ 平面軸線位置 圖3－8 鉸鏈軸線位置 經(jīng)初步的鉸鏈軸線運(yùn)動(dòng)校核顯示，車(chē)門(mén)不會(huì)與鉸鏈及翼子板產(chǎn)生干預(yù)，鉸鏈軸線初步得到確認(rèn)。 3.3.2運(yùn)動(dòng)校核 鉸鏈中心線位置和中心距確定后，需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)校核，這也在主斷面設(shè)計(jì)中完成，可能出現(xiàn)的干預(yù)位置有前后門(mén)干預(yù)?前門(mén)與A柱翼子板干預(yù)?門(mén)與鉸鏈干預(yù)等，在可能干預(yù)的位置取主斷面，將車(chē)門(mén)延中心線旋轉(zhuǎn)，即可一目了然，如圖3－9。 圖3－9 門(mén)鉸鏈運(yùn)動(dòng)校核 3.3.3車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)間隙滿足工藝性校核 將所有的誤差

34、都累計(jì)到鉸鏈上的校核方法： 車(chē)門(mén)鉸鏈中心在一個(gè)長(zhǎng)6mm寬4mm的長(zhǎng)方形內(nèi)運(yùn)動(dòng)，車(chē)門(mén)與周邊零件不干預(yù)；如下列圖所示，鉸鏈軸心在最差的位置車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)間隙為：；與周邊零件沒(méi)有干預(yù)。因此理論狀態(tài)下定義車(chē)門(mén)與周邊零件的間隙以上符合要求。 圖3－10 車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)間隙 3.4 限位器布置及運(yùn)動(dòng)校核 3.4.1限位器的布置 由于限位器的布置相對(duì)來(lái)說(shuō)比擬獨(dú)立，而且要保證與周邊零件的平安間隙.因此.限位器的具體布置工作應(yīng)該在車(chē)門(mén)其他附件布置根本完成后進(jìn)行。 限位器布置的輸人條件：所用限位器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、車(chē)門(mén)鉸鏈中心線位置、玻璃滑槽位罝、車(chē)門(mén)玻璃運(yùn)動(dòng)包羅面、車(chē)門(mén)內(nèi)外蒙皮邊界條件、密封面、側(cè)圍外蒙皮邊界條件

35、及車(chē)門(mén)內(nèi)飾板邊界條件等。 布置限位器時(shí)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求： 布罝空間要求：為減小限位器的有效摩擦力，提高使用壽命，降低開(kāi)發(fā)難度，一般要求限位器相對(duì)于鉸鏈中心線的最小力臂盡量大，因此，限位器中心線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離車(chē)門(mén)鉸鏈中心線，以增大限位器的力臂。在前期總體布置時(shí)，應(yīng)考慮車(chē)門(mén)內(nèi)外蒙皮之間的厚度能滿足限位器布置的空間要求。 與周邊零件的平安間隙主要考慮： （1） 限位器最大開(kāi)啟角度比車(chē)門(mén)鉸鏈開(kāi)啟角度小大約5°左右。 （2） 限位器旋動(dòng)軸線與鉸鏈軸線應(yīng)平行。 （3） 限位器在Z方向上的布置應(yīng)盡量布置在上下鉸鏈間或靠下的位罝。盡量在玻璃滑槽最彎處。 （4） 限位器盒固定螺釘周?chē)泄ぞ甙惭b空間

36、。限位器盒與車(chē)門(mén)玻璃包羅面、玻璃滑槽應(yīng)有足夠的平安間隙。 （5） 限位器臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與玻璃包羅面應(yīng)有足夠的平安間隙。 （6） 限位器臂尾部運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與內(nèi)飾板應(yīng)有足夠的平安間隙。 （7） 限位器臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與內(nèi)蒙皮焊接總成應(yīng)有足夠的平安間隙。 （8） 限位器臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與限位盒的夾角一般不大于8°。 （9） 限位器在車(chē)門(mén)內(nèi)蒙皮上的安裝位罝的鈑金結(jié)構(gòu)工藝可行性應(yīng)考慮。 現(xiàn)布置空間如下列圖： 圖3－11 限位器結(jié)構(gòu) 限位器安裝座固定在側(cè)圍上，滑盒安裝在車(chē)門(mén)內(nèi)板上，布置在車(chē)門(mén)上下鉸鏈中間， 限位器旋轉(zhuǎn)軸與車(chē)門(mén)旋轉(zhuǎn)軸平行。 3.4.2 限位器運(yùn)動(dòng)校核 限位器運(yùn)動(dòng)仿真，分析限位器整

37、個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與玻璃及玻璃導(dǎo)軌的間隙，要求最小間隙在10mm以上。 車(chē)門(mén)關(guān)閉狀態(tài)限位器與玻璃導(dǎo)軌最小間隙為20.5mm，如圖3－12。 車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)到7度時(shí)限位器與玻璃導(dǎo)軌產(chǎn)生最小間隙10.5mm，如圖3－13。 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，限位器與周邊零件的最小間隙為。 圖3－12 車(chē)門(mén)關(guān)閉狀態(tài) 圖3－13 車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)到7度 3.5 車(chē)門(mén)的密封 3.5.1 車(chē)門(mén)的密封 車(chē)門(mén)密封包括車(chē)門(mén)整體與門(mén)洞之間的密封、車(chē)門(mén)玻璃與窗口之間的密封及內(nèi)板與內(nèi)飾板之間的密封等。為了能很好地起到密封作用，車(chē)門(mén)密封條的安裝位置越靠外外表越好，但針對(duì)具體的結(jié)構(gòu)，門(mén)鎖處較容易處理，而鉸鏈處受車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)的限制，密封

38、條一般安裝在鉸鏈內(nèi)柵，為了保護(hù)鉸鏈，在車(chē)門(mén)前端外側(cè)設(shè)置密封結(jié)構(gòu)件。 除此之外，在車(chē)門(mén)門(mén)洞形成一圈止口密封，在門(mén)洞上沿，防止水直接滴到車(chē)內(nèi)，再增加一道密封如圖3－14。 圖3－14 車(chē)門(mén)密封結(jié)構(gòu) 3.5.2車(chē)門(mén)密封系統(tǒng)的功能、性能要求 車(chē)門(mén)密封系統(tǒng)所包含零件一般在功能、性能和尺寸等方面具有如下要求： 由于在工作中處于被反復(fù)壓縮狀態(tài)，因此，其材料在具備足夠的常溫環(huán)境拉伸強(qiáng)度、高溫環(huán)境耐老化特性、低溫耐脆特性。 由于在工作中處于被反復(fù)壓縮和摩擦，零件工作外表要求具備優(yōu)良的耐摩擦性能，同時(shí)要求其具有較的低摩擦系數(shù)以確保系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)順暢。一般在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，要求對(duì)工作外表進(jìn)行植絨或噴涂低摩擦

39、涂層以保證上述功能和性能要求。 零件上用于壓縮變形的工作部位，要求具有符合設(shè)計(jì)要求的壓縮負(fù)荷，以確保開(kāi)閉件操作力在控制范圍內(nèi)。 制造工藝上廣泛采用定截面擠出工藝、金屬滾壓一彎曲成型工藝、注塑接角工藝。截面必須具備一定符圖性以確保其正常的工作變形，三維彎曲成型以及接角部位尺寸必須符合圖紙、檢具要求，以確保裝配穩(wěn)定正常。 大局部零件在車(chē)輛上安裝后暴露于外界，因此，其耐紫外線、耐臭氧等耐候性要求較高。 為防止對(duì)車(chē)內(nèi)空氣形成污染，零件使用材料的甲醛含量、氣味、總碳揮發(fā)量等方面必須符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。 第四章 防撞梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 4.1 汽車(chē)防撞梁的比照選擇 側(cè)門(mén)防撞梁〔桿〕，也叫車(chē)門(mén)防

40、撞梁〔桿〕，是指在車(chē)門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中加上橫梁〔從外面并看不到〕，用以加強(qiáng)車(chē)輛側(cè)面的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高側(cè)面撞擊時(shí)的防撞抵抗力，以提升側(cè)面的平安。 據(jù)調(diào)查，在所有車(chē)的碰撞模式中，側(cè)面碰撞占到1/3左右。因此，如何保護(hù)駕駛者在側(cè)面撞擊時(shí)的平安顯得尤為重要。車(chē)門(mén)防撞作為一種額外吸能保護(hù)，可以降低乘員可能遭受的來(lái)自外部的力量。事實(shí)證明，車(chē)門(mén)防撞梁在車(chē)輛撞擊固定物體〔比方樹(shù)木〕時(shí)的保護(hù)效果非常明顯。依據(jù)美國(guó)國(guó)家公路交通平安管理局NHTSA發(fā)布的數(shù)據(jù)，車(chē)門(mén)防撞梁在2002年拯救了994名事故受害者。 車(chē)門(mén)防撞梁常見(jiàn)的形式有鋼管防撞桿和帽形防撞桿兩種，目前日韓系車(chē)型中常用鋼管，而歐美系車(chē)型常用沖壓的帽形防撞桿，而

41、國(guó)內(nèi)自主車(chē)型根本都還是用鋼管，少量車(chē)型開(kāi)始嘗試使用帽形防撞桿。相對(duì)于鋼管防撞梁，帽形防撞梁更是具有以下一些方面的優(yōu)點(diǎn)： （1） 圓管防撞桿接觸面積小，防護(hù)空間小于帽形防撞桿，對(duì)乘客易形成傷害。 （2） 圓管防撞桿在斷裂處有可能形成尖角，對(duì)乘客平安有隱患；而帽形防撞梁接觸面積大，在斷裂處不會(huì)形成尖角。 （3） 在正面碰撞中，圓管防撞桿太強(qiáng)，有可能會(huì)鎖死車(chē)門(mén)，而帽形防撞梁那么不會(huì)，同時(shí)帽形防撞梁可以傳導(dǎo)局部能量；帽形防撞梁在正碰可以傳導(dǎo)局部能量。 （4） 圓管防撞桿是直桿，不能按車(chē)門(mén)弧度設(shè)計(jì)，所以一般其靠車(chē)門(mén)較遠(yuǎn)；而帽形防撞梁可以根據(jù)車(chē)門(mén)弧度進(jìn)行設(shè)計(jì)，更好的利用車(chē)門(mén)內(nèi)空間，同時(shí)使防撞梁靠車(chē)

42、門(mén)板更近，也就能更早更好的發(fā)揮其吸能的作用。 （5） 熱處理圓管防撞桿的焊接性能比擬差，在側(cè)碰過(guò)程中可能發(fā)生支架脫落或者管子焊縫發(fā)生失效，吸能效果大大降低；雙相鋼〔1000DP〕或者馬氏體鋼〔1200M〕的碳當(dāng)量很低〔0.15%左右〕，其制造的帽形防撞梁使用傳統(tǒng)的焊接方法〔點(diǎn)焊、MAG、激光、高頻焊等〕均可到達(dá)滿意的焊接效果。 （6） 熱處理圓管防撞桿必須在兩端焊接支架，后期過(guò)程相對(duì)復(fù)雜〔先將管子焊接到支架上，然后焊接到車(chē)身上〕，過(guò)程本錢(qián)加上材料本錢(qián)〔包括管子及支架〕后的總本錢(qián)相對(duì)較高；而帽形防撞梁是直接點(diǎn)焊接在車(chē)門(mén)內(nèi)，兩端不需支架。 （7） 在同等質(zhì)量同等強(qiáng)度的前提下，圓管防撞桿〔包括

43、兩端的焊裝支架〕和帽形開(kāi)口截面的防撞梁所能吸收的能量大致一樣。不過(guò)帽形防撞桿到達(dá)載荷峰值時(shí)的潰縮量小于圓形防撞桿，也就是帽形防撞梁在侵入量少的時(shí)候會(huì)吸收更多的能量，這意味著將更少的能量傳導(dǎo)給其周?chē)牧慵睞、B柱、車(chē)門(mén)檻等〕，這樣就更早、更好地發(fā)揮了防撞梁的作用，更大程度地保護(hù)了乘客艙空間。 綜上所述，通過(guò)兩種防撞梁的比照可知，本次設(shè)計(jì)選用的是帽形防撞梁。并且針對(duì)帽形防撞梁的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化改良。使其具有更加平安的性能。 4.2 汽車(chē)防撞梁碰撞性能的評(píng)價(jià)參數(shù) 防撞梁在受剛性柱撞擊過(guò)程中主要產(chǎn)生彎曲壓潰變形，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要在設(shè)計(jì)原那么的指導(dǎo)下進(jìn)行，為具體評(píng)價(jià)防撞梁結(jié)構(gòu)的耐碰撞性能，研究人員針對(duì)

44、設(shè)計(jì)原那么提出了許多評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中最常用的吸收的總能量E及變形過(guò)程中的撞擊力峰值F。 1、吸收的總能量E 防撞梁在受剛性柱撞擊的情況下吸收的總能量由下式計(jì)算： 式中：F(s)—撞擊力， s—變形位移。 顯然防撞梁在相同位移內(nèi)吸收的能量越多，碰撞性能越好，對(duì)于乘員平安越有利。由FMVSS214中的側(cè)門(mén)強(qiáng)度的靜態(tài)試驗(yàn)中的規(guī)定可知，6inch(152mm)縱向位移是一個(gè)臨界位移，超過(guò)這個(gè)位移側(cè)門(mén)就會(huì)接觸司乘人員，就可能對(duì)司乘人員造成傷害。故將152mm位移時(shí)吸收的能量作為評(píng)價(jià)防撞梁碰撞性能的一個(gè)重要指標(biāo)。 2、撞擊力峰值F 由FMVSS 214中的側(cè)門(mén)強(qiáng)度的靜態(tài)試驗(yàn)中的規(guī)定，在0—

45、6inch階段內(nèi)門(mén)的平均反作用力不能低于10.01KN。車(chē)門(mén)在受剛性柱撞擊時(shí)，其受到的瞬時(shí)的總撞擊力是不變的，假設(shè)防撞梁承受較多的撞擊力，車(chē)門(mén)其它部件承受撞擊力就相應(yīng)減少。撞擊力峰值的提高，會(huì)帶動(dòng)平均撞擊力的提高。防撞梁的撞擊力峰值F一般出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)剛開(kāi)始產(chǎn)生屈曲時(shí)，即臨界狀態(tài)，由結(jié)構(gòu)的彈塑性屈曲決定。防撞梁撞擊力峰值越大，車(chē)門(mén)剛度就越強(qiáng)，車(chē)門(mén)耐碰撞性能就越好。故將撞擊力峰值作為評(píng)價(jià)防撞梁碰撞性能的另外一個(gè)重要指標(biāo)。 4.3 汽車(chē)防撞梁的耐撞性分析 在側(cè)面碰撞過(guò)程中，車(chē)輛不像在發(fā)生正面碰撞時(shí)，前部結(jié)構(gòu)有很大的緩沖區(qū)，可以吸收碰撞的能量。車(chē)輛側(cè)面結(jié)構(gòu)離駕乘人員距離較近，無(wú)法像正面碰撞那樣有效的

46、吸收碰撞能量。故作為車(chē)門(mén)防撞梁，其主要作用就是在側(cè)面碰撞發(fā)生時(shí)，有效的起到抗撞吸能和分散傳遞撞擊力的作用。 4.4 防撞梁的抗彎性與結(jié)構(gòu)優(yōu)化 橫力彎曲時(shí)，彎矩隨著截面位置變化變化，一般情況下，最大正應(yīng)力σmax發(fā)生于彎矩最大截面上，且離中性軸最遠(yuǎn)處，由下式計(jì)算， 其中抗彎截面系數(shù)W=，那么上述公式可寫(xiě)成 ≤[σ] 假設(shè)把彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度條件改寫(xiě)成 可見(jiàn)梁能承受的與抗彎截面系數(shù)W成正比，W越大越有利。另一方面，使用材料的多少和自重的大小，那么與截面面積A成正比，面積越小越經(jīng)濟(jì)，越輕巧。因而，合理的截面應(yīng)該是截面面積較小，而抗彎系數(shù)W較大。 為了增加防撞梁的抗彎能力，又要滿足輕

47、量化要求，改變防撞梁截面形狀，以提高其耐碰撞性能。 本設(shè)計(jì)主要從改變防撞梁的高度和截面厚度來(lái)增加防撞梁的抗彎能力，并進(jìn)行如下分析。 選取防撞梁的截面為雙U型，中間做加強(qiáng)筋處理，對(duì)其截面進(jìn)行優(yōu)化。如下列圖4－1所示，料厚為1mm。 圖 4－1 最初選擇截面 用CATIA測(cè)量功能測(cè)得該截面的慣性矩如下列圖所示：重心及重心慣性矩一目了然。 圖 4－2 慣性矩測(cè)量 4.4.1 改變防撞梁的高度 為了增加防撞梁的抗彎能力，首先進(jìn)行改變防撞梁的總高度?？梢詮膬蓚€(gè)方面進(jìn)行改變： a、改變總高度。為了考慮防撞梁的重量及空間位置，把總高度增加1mm、2mm，觀察其抗彎能力的變化。 b、

48、通過(guò)改變中間加強(qiáng)筋的上下來(lái)增加防撞梁的抗彎能力。 1、改變總高度 〔1〕防撞梁總高度增加1mm時(shí)，觀察其抗彎能力的變化。 圖 4－3 增加防撞梁的總高度為1mm 測(cè)得其慣性矩如下列圖。 圖 4－4 增加1mm后的測(cè)量結(jié)果 〔2〕防撞梁總高度增加2mm時(shí)，觀察其抗彎能力的變化。 圖 4－5 增加防撞梁的總高度為2mm 測(cè)得其慣性矩如下列圖。 圖 4－6 增加2mm后的測(cè)量結(jié)果 防撞梁高度改變對(duì)抗彎截面系數(shù)的影響如下表所述。 表4－1 防撞梁高度的增加對(duì)抗彎截面系數(shù)的影響 截面 面積 ×10-4m2 慣性矩 ×10-9m4 重心 mm 抗彎截面

49、系數(shù) W 原始高度 總高度增加1mm 總高度增加2mm 由表4－1可以得出，增加防撞梁的高度，抗彎截面系數(shù)隨之增加，同樣防撞梁的抗彎能力隨之增強(qiáng)。 2、改變中間加強(qiáng)筋的上下 〔1〕加強(qiáng)筋增加2mm時(shí)觀察其變化，如下列圖。 圖4－7 加強(qiáng)筋增加2mm 圖4－8加強(qiáng)筋增加2mm后的測(cè)量結(jié)果 〔2〕加強(qiáng)筋增加4mm時(shí)觀察其變化，如下列圖。 圖4－9 加強(qiáng)筋增加2mm 圖4－10 加強(qiáng)筋增加4mm后的測(cè)量結(jié)果 對(duì)于上述兩種情況防撞梁的抗彎能力的改變?nèi)缦卤硭尽? 表4－2 通過(guò)改變防撞梁中間加強(qiáng)筋的高度對(duì)抗彎截面

50、系數(shù)W的影響 截面 面積 ×10-4m2 慣性矩 ×10-9m4 重心 mm 抗彎截面系數(shù) W 中間加強(qiáng)筋增加2mm 7.792 中間加強(qiáng)筋增加4mm 通過(guò)比照，可以發(fā)現(xiàn)最后一種截面的抗彎截面系數(shù)最好。 4.4.2 改變截面料厚 通過(guò)增加料厚來(lái)增加防撞梁的抗彎能力，本次設(shè)計(jì)在原始料厚為1mm的根底上分別增加0.2mm、0.4mm、0.6mm來(lái)改變防撞梁的抗彎能力，結(jié)果分別如下。 〔1〕料厚為1.2mm時(shí)，重心慣性矩的改變，如下列圖所示。 圖4－11 〔2〕料厚為1.4mm時(shí)，重心慣性矩的改變，如下列圖所示。 圖4－12

51、 〔3〕料厚為1.6mm時(shí)，重心慣性矩的改變，如下列圖所示。 圖4－13 綜上所述，隨著料厚的增加，防撞梁的抗彎截面系數(shù)越大，抗彎能力就越大。對(duì)上述測(cè)量結(jié)果匯總表格如下： 表4－3 增加料厚對(duì)抗彎截面系數(shù)的影響 料厚 mm 面積 10-4m2 慣性矩 10-9m4 重心 mm 抗彎截面系數(shù) W 1.0 0 0 0 0 通過(guò)表格，可以得出料厚為的抗彎截面系數(shù)最大，所以防撞梁的抗彎能力也就最大。 通過(guò)對(duì)表4－2、表4－3進(jìn)行比照可以得出，增加截面料厚對(duì)增大抗彎截面系數(shù)W的效果是很明顯的。但

52、是受制于防撞梁布置空間、材料本錢(qián)、以及減重方面的考慮，選取1.6mm厚的鈑金材料為佳。 第五章 側(cè)面碰撞仿真分析 5.1 汽車(chē)側(cè)面碰撞國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 5.1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 汽車(chē)的碰撞平安性問(wèn)題是世界汽車(chē)工業(yè)面臨的一大難題，國(guó)外對(duì)于側(cè)碰的研究那么是從上個(gè)世紀(jì)八十年代才開(kāi)始真正興起，主要集中在以下幾個(gè)方面：側(cè)面碰撞試驗(yàn)臺(tái)的研究、車(chē)身結(jié)構(gòu)的耐撞性研究、側(cè)碰中乘員響應(yīng)及傷害指標(biāo)的研究、碰撞生物力學(xué)的研究、側(cè)面碰撞試驗(yàn)法規(guī)的研究及乘員約束系統(tǒng)及平安內(nèi)飾件研究等。 1、側(cè)面碰撞試驗(yàn)臺(tái)的研究 側(cè)面碰撞試驗(yàn)臺(tái)大致分為兩種類(lèi)型：第一類(lèi)只有一個(gè)臺(tái)車(chē)的試驗(yàn)臺(tái)，Heidelberg型是其中比擬典型的

53、一個(gè)。原理是假人置于座椅上，座椅固定于能水平側(cè)向移動(dòng)的滑車(chē)，初始狀態(tài)為假人與滑車(chē)一起加速至碰撞速度，然后滑車(chē)在短時(shí)間內(nèi)速度減到零，慣性作用下假人在座椅上作側(cè)向移動(dòng)，與固定在座椅上的側(cè)壁障發(fā)生碰撞。此類(lèi)型的試驗(yàn)臺(tái)其實(shí)更適合于模擬二次碰撞對(duì)乘員的傷害，對(duì)于側(cè)面碰撞而言，車(chē)門(mén)、B柱等發(fā)生側(cè)向變形和位移直接與乘員接觸造成乘員的傷害，因而它不能很好地模擬側(cè)面碰撞中車(chē)門(mén)與乘員之間相互作用以及能量的轉(zhuǎn)移。 第二類(lèi)試驗(yàn)臺(tái)，即兩個(gè)臺(tái)車(chē)的試驗(yàn)臺(tái)。其中L.M.Morrie.Shaw設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)能夠較好的重現(xiàn)側(cè)面碰撞，根本原理是一運(yùn)動(dòng)的撞擊滑車(chē)撞向靜止的目標(biāo)滑車(chē)，座椅及假人固定在目標(biāo)滑車(chē)上，連接車(chē)門(mén)與目標(biāo)滑車(chē)的吸能

54、器用來(lái)模擬側(cè)面碰撞中能量的轉(zhuǎn)移；另一種Douglas. Stein設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)能比擬準(zhǔn)確的模擬真實(shí)碰撞中車(chē)門(mén)、座椅與假人之間的位置關(guān)系。此類(lèi)試驗(yàn)臺(tái)都能很好的模擬真實(shí)的側(cè)撞情形，對(duì)于研究側(cè)面碰撞乘員約束系統(tǒng)配置尤其是側(cè)撞氣囊的安裝有重要的指導(dǎo)意義。 2、車(chē)身結(jié)構(gòu)的耐撞性研究 車(chē)體耐撞性研究包括車(chē)身結(jié)構(gòu)特性、車(chē)身材料(高強(qiáng)度鋼、超輕鋼及特殊材料)、能量管理、波形控制等方面的研究，以尋求改善車(chē)身結(jié)構(gòu)抗撞性的方法，在保證乘員平安空間的前提下，使得車(chē)身變形吸收的碰撞能量最大，從而使傳遞給車(chē)內(nèi)乘員的碰撞能量降低到最小。車(chē)身結(jié)構(gòu)的耐撞性研究通常采用實(shí)車(chē)碰撞和計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合的方法。 5.1.2 國(guó)內(nèi)研

55、究現(xiàn)狀 1989年清華大學(xué)汽車(chē)系首先建立了國(guó)內(nèi)第一個(gè)簡(jiǎn)易的實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)臺(tái)并進(jìn)行了一些探索性的車(chē)輛碰撞試驗(yàn)研究，取得了較好的效果，在國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)界造成了一定的影響。隨后，中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心、清華大學(xué)汽車(chē)碰撞試驗(yàn)室、一汽長(zhǎng)春汽車(chē)研究所、二汽襄樊汽車(chē)試驗(yàn)研究所、國(guó)家交通部公路交通工程綜合試驗(yàn)場(chǎng)，上海汽車(chē)檢測(cè)所等單位也先后建立了汽車(chē)碰撞試驗(yàn)設(shè)施，國(guó)內(nèi)的汽車(chē)碰撞試驗(yàn)研究工作蓬勃開(kāi)展起來(lái)，尤其是在政府部f in定了強(qiáng)制性的汽車(chē)碰撞平安法規(guī)后，各汽車(chē)生產(chǎn)廠家更是加緊了對(duì)汽車(chē)碰撞平安性的設(shè)計(jì)與改良的研究工作。在汽車(chē)碰撞的仿真研究方面，國(guó)內(nèi)近年來(lái)也開(kāi)展了一些工作，如1997年5月，清華大學(xué)汽車(chē)系裘新等人利用

56、簡(jiǎn)化的車(chē)輛模型實(shí)現(xiàn)了某輕型車(chē)的前碰撞仿真模擬；1998年10月，長(zhǎng)春汽車(chē)研究所賈宏波等人完成了“紅旗〞牌轎車(chē)車(chē)身前碰撞的仿真計(jì)算，吉林工業(yè)大學(xué)、中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心等單位相繼在計(jì)算機(jī)仿真方面開(kāi)展了研究工作。北京理工大學(xué)、上海同濟(jì)大學(xué)、長(zhǎng)沙湖南大學(xué)等都相繼完成了轎車(chē)車(chē)身或轎車(chē)整車(chē)的碰撞仿真研究工作，這說(shuō)明我國(guó)汽車(chē)碰撞的仿真研究已進(jìn)入到實(shí)用性階段。 2002年5月30日，奇瑞轎車(chē)在天津國(guó)家汽車(chē)檢測(cè)中心完成“國(guó)內(nèi)首次汽車(chē)側(cè)面碰撞〞試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于歐洲標(biāo)準(zhǔn)。這是我國(guó)汽車(chē)工業(yè)史上第一例“側(cè)面碰撞〞案例。本次汽車(chē)側(cè)面碰撞試驗(yàn)的成功，說(shuō)明我國(guó)已具備開(kāi)展側(cè)面碰撞平安性評(píng)價(jià)的試驗(yàn)?zāi)芰Α? 5.2 C-NC

57、AP 側(cè)面碰撞測(cè)試方法 側(cè)面碰撞試驗(yàn)條件 C-NCAP側(cè)碰試驗(yàn)如圖5－1所示。 圖5－1 可變形移動(dòng)壁障側(cè)面碰撞試驗(yàn) 根據(jù)GB20071-2006汽車(chē)側(cè)面碰撞的乘員保護(hù)進(jìn)行側(cè)面碰撞分析可知，汽車(chē)可變形障礙壁的縱向垂直中心平面與通過(guò)試驗(yàn)車(chē)碰撞側(cè)的前排座椅R點(diǎn)的橫向平面一致，誤差在±25 mm 內(nèi)。汽車(chē)可變形障礙壁在碰撞時(shí)的速度應(yīng)是50±1 km/h。該速度應(yīng)在相碰前至少0.5 m 處穩(wěn)定下來(lái)。在駕駛員位置放置1個(gè)ESII型假人, 用以測(cè)量駕駛員位置受傷害情況。 側(cè)面碰撞試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)： 側(cè)面碰撞中，一般通過(guò)測(cè)量B柱對(duì)應(yīng)假人各部位的侵入量及侵入速度考查車(chē)身結(jié)構(gòu)。 5.3 仿真分析

58、模型建立 整車(chē)側(cè)面碰撞仿真模型建立 在Hyper Mesh軟件中建立整車(chē)側(cè)面碰撞有限元模型，圖5－2所示。 〔1〕材料定義 根據(jù)提供的材料清單，選擇各零部件的材料及其厚度，假設(shè)是軟件的材料庫(kù)中沒(méi)有的材料，可以通過(guò)用戶(hù)自定義。LS-DYNA軟件庫(kù)中有200多種類(lèi)型材料可供選擇。車(chē)身板金件一般選用LS-DYNA軟件庫(kù)中的MAT24材料；定義成剛體的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等采用MAT20材料；BEAM單元用MAT100號(hào)材料。 〔2〕 連接定義 根據(jù)連接形式的不同而采用不同的單元模擬連接。常采用的連接方式有點(diǎn)焊、線焊、膠粘、鉸接。 車(chē)身板金件一般采用:梁?jiǎn)卧?BEAM)模擬，螺栓孔采用RBE

59、2單元模擬，構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)副采用Joint單元模擬，減振器、轉(zhuǎn)向管柱彈性組件用DISCRETE單元模擬。 〔3〕接觸的定義 LS-DYNA中在Contact中定義接觸非常簡(jiǎn)單。 需要定義的接觸有：整車(chē)自接觸——CONTACT AUTOMATIC SINGLE SURFACE；整車(chē)與BEAM之間的接觸——CONTACT TIED SHELL EDGE TO SURFACE OFFSET；整車(chē)與MDB的接觸CONTACT AUTOMATIC SURFACE TO SURFACE 。 〔4〕其它條件 在Hyper Mesh的Initial Velocity中定義初速度，定義移動(dòng)壁障初速度為

60、50km/h即/s，在DATABASE卡片中定義力及傳感器的輸出，在CONTROL卡片中定義時(shí)間步長(zhǎng)及計(jì)算時(shí)間等等。 圖5－2 整車(chē)側(cè)面碰撞有限元模型 仿真實(shí)例 將建立的碰撞有限元模型導(dǎo)入LS-DYNA求解器中進(jìn)行計(jì)算，由于車(chē)輛碰撞的過(guò)程非常短暫, 一般為幾十毫秒,因此本文只計(jì)算了150ms的碰撞響應(yīng)。 通過(guò)CAE仿真計(jì)算可知，在0ms時(shí)，移動(dòng)壁障與車(chē)輛開(kāi)始接觸；20ms時(shí)車(chē)體發(fā)生輕微變形；60ms時(shí)車(chē)體變形最大，侵入量到達(dá)最大；80ms時(shí)車(chē)體變形根本停止，此時(shí)車(chē)身結(jié)構(gòu)會(huì)有一定程度的反彈，碰撞根本結(jié)束。 汽車(chē)不同時(shí)刻變形情況如圖5－3所示 @0ms @20ms

61、 @60ms @150ms 圖5－3 整車(chē)側(cè)面碰撞變形圖 為了考查碰撞過(guò)程中乘員生存空間情況，測(cè)量了B柱對(duì)應(yīng)假人各部位以及下端門(mén)檻處的侵入量及侵入速度。側(cè)圍B柱中點(diǎn)入侵距離如圖5－4所示： 圖5－4 B柱左右兩側(cè)中點(diǎn)距離 由圖可知，在側(cè)碰發(fā)生0.05s時(shí)，，隨后B柱有一個(gè)反彈過(guò)程。 側(cè)圍的入侵速度如下列圖所示： 車(chē)門(mén)內(nèi)板入侵速度:8.1 m/s 圖 5－5 車(chē)門(mén)內(nèi)板入侵速度 車(chē)門(mén)外板壓縮變形量，如下列圖所示： 圖5－6 車(chē)門(mén)外板壓縮變形量 由圖可看出，在側(cè)碰發(fā)生0.05s時(shí)，，隨后有一個(gè)小幅回彈過(guò)程。 側(cè)碰結(jié)果如下表所示： 表5－1 結(jié)果比照

62、 計(jì)算結(jié)果 法規(guī)要求 B柱最大侵入點(diǎn)距Y0平面距離 ＞400mm 側(cè)圍最大侵入點(diǎn)的速度 ＜10m/s 綜上，側(cè)碰分析結(jié)果中兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)均滿足參考設(shè)定目標(biāo)，認(rèn)為可以到達(dá)GB20071-2006的要求。 第六章 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)為A00級(jí)電動(dòng)轎車(chē)車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)及側(cè)碰仿真分析。由于考慮輕量化設(shè)計(jì)，降低模具難度和本錢(qián)，極大提高材料利用率，而且門(mén)框細(xì)而均勻，有更大范圍的視野。所以，本次設(shè)計(jì)采用的是分體式液壓窗框車(chē)門(mén)。 對(duì)于各主要附件的布置如下： （1） 車(chē)門(mén)門(mén)鎖裝置應(yīng)滿足輕便、平安、鎖止和強(qiáng)度等方面的要求。車(chē)門(mén)鎖安裝在車(chē)門(mén)鈑金上，鎖扣固定在車(chē)身側(cè)圍上，鎖扣穿過(guò)車(chē)門(mén)內(nèi)板與鎖本

63、體嚙合。鎖扣與鎖本體的布置，需要參考鉸鏈軸線，嚙合時(shí)鎖扣垂直嚙合到鎖體內(nèi)。 （2） 本次設(shè)計(jì)采用的是液壓式窗框。保證前后導(dǎo)軌平行，并作預(yù)彎處理。 （3） 門(mén)玻璃升降器為節(jié)約本錢(qián)及控制重量考慮采用繩輪式玻璃升降器。 （4） 車(chē)門(mén)鉸鏈的布置。主要考慮車(chē)門(mén)是否能夠正常開(kāi)啟與關(guān)閉。要求車(chē)門(mén)開(kāi)啟角度為60°，下部空間為381mm，上部空間為856mm。翻開(kāi)狀態(tài)下門(mén)沿最低點(diǎn)比關(guān)閉狀態(tài)下高14mm。車(chē)門(mén)鉸鏈中心線確定只需保證門(mén)不會(huì)與鉸鏈及翼子板產(chǎn)生干預(yù)即可。并對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，結(jié)果為，鉸鏈軸心在最差的位置車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)間隙為3.8mm，與周邊零件沒(méi)有干預(yù)，符合要求。 （5） ，符合要求。 本次設(shè)計(jì)主要針

64、對(duì)車(chē)門(mén)防撞梁結(jié)構(gòu)的抗彎能力進(jìn)行優(yōu)化。選擇帽形防撞梁，對(duì)其進(jìn)行耐撞性分析，總結(jié)出改變防撞梁的高度和截面厚度來(lái)增加防撞梁的抗彎能力。得出高度越大抗彎能力越強(qiáng)；中間加強(qiáng)筋越高，抗彎能力越強(qiáng)；隨著料厚的增加，防撞梁的抗彎截面系數(shù)越大，抗彎能力就越大。所以，最終選擇防撞梁為1.6mm厚的鈑金材料為最正確。 根據(jù)GB20071-2006汽車(chē)側(cè)面碰撞的乘員保護(hù)進(jìn)行側(cè)面碰撞分析，建立有限元模型，測(cè)量了B柱對(duì)應(yīng)假人各部位以及下端門(mén)檻處的侵入量及侵入速度。 B柱左右兩側(cè)中點(diǎn)距離的最大入侵量為3.3mm。 車(chē)門(mén)內(nèi)板入侵速度為8.1 m/s。 車(chē)門(mén)外板最大壓縮變形量為69.6mm。 由于側(cè)碰分析結(jié)果中兩個(gè)評(píng)

65、價(jià)指標(biāo)均滿足參考設(shè)定目標(biāo)，認(rèn)為可以到達(dá)GB20071-2006的要求。 綜上所述，本次設(shè)計(jì)根本到達(dá)預(yù)期的任務(wù)和要求。 參考文獻(xiàn) [1] 尹綏玉．車(chē)輛側(cè)面碰撞移動(dòng)變形壁障系統(tǒng)研制[J]．2021 [2] 王海亮等．車(chē)輛側(cè)面碰撞性能評(píng)價(jià)與提高策略[J]．2021 [3] 吉林大學(xué)汽車(chē)工程系．汽車(chē)構(gòu)造[M]．北京:人民交通出版社,2021 [4] 宋曉琳．汽車(chē)車(chē)身制造工藝學(xué)[M]．北京:理工大學(xué)出版社,2006 [5] 王 陽(yáng)．汽車(chē)實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)方法探討[J]．汽車(chē)技術(shù),2001 [6] 黃金陵．汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)[M]．北京:機(jī)械工業(yè)出版社, [7] 賈宏波等．汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)碰撞性能

66、的計(jì)算機(jī)模擬、評(píng)價(jià)與改良[J]．1998 [8] Kentaro Sato， Akihide Yoshitake and Yoshihiro Hosoya．FEM Simulation to Estimate Crashworthiness of Automotive Parts[J]．SAE Paper 982356 [9] HEINZ HEISLER．Advanced Vehicle Technology．Reed Educational and Professional Publishing Ltd. [M]．2001 [10] 朱海濤等．中美汽車(chē)碰撞標(biāo)準(zhǔn)分析[J]．2021 [11] 張金煥等．汽車(chē)碰撞平安性設(shè)計(jì)[M]．北京:清華大學(xué)出版社,2021 [12] 杜子學(xué)等．汽車(chē)側(cè)面碰撞的計(jì)算機(jī)仿真分析[J]．北京汽車(chē),2021 [13] 李碧浩等．轎車(chē)側(cè)面碰撞平安性能改良措施探討[J]．汽車(chē)工程,2021 [14] 中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心．C-NCAP管理規(guī)那么[M]．天津:中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心,2006 [15] 張君媛等．轎車(chē)側(cè)面抗撞性簡(jiǎn)化參數(shù)化模型的建立及應(yīng)