车门的轻量化设计示例

1、第六章 车门的轻量化设计示例,车门是车身设计中比较特殊的部件，它在某种程度上说可以独立于车身结构之外，不受整车结构的限制。而它又是车身设计中结构最为复杂的零部件之一，设计要求比较高。故轻质车门设计具有典型性。,6.1 轻质车门方案,6.1.1 一般车门结构,优点：,缺点：,零件少、组装方便； 刚性好、便于设两道密封条。,压床台面和吨位大、造型受限； 刚、强度要求高；难实现轻量化。,内外板结构形式的车门，由薄板冲压的外板和内板翻边焊接或粘结而成 。内板是车门的主要零件，冲有各种形状的窝穴、加强筋和孔洞，以便安装附件。,内、外板式车门,6.1 轻质车门方案,6.1.2 轻量化车门结构,提高刚度，降

2、低厚度,框架式车门,6.1 轻质车门方案,零件数减少、 可采用轻质材料、降低维修费用,模块化车门,从结构上实现车门的轻量化有两种方法：一是降低占车门大部分面积的内板和外板厚度；二是减少车门零件数量。框架式车门带有框架，框架为主要承载件，因此可降低内、外板板厚；模块化车门的零件进行模块化设计和生产，其零件数量可减少。,6.1 轻质车门方案,6.1.3 轻质车门的设计方案,框架式车门,6.1 轻质车门方案,模块化车门,采用高强钢、铝合金，和钢-铝混合等三种材料，及框架式和模块化两种结构形式组成轻质车门的六种设计方案。,6.2 车门设计评价标准,6.2.1 车门结构设计要求,更大的减重空间,车门质量

3、要求,结构性能要求,6.2 车门设计评价标准,评价试验,6.2 车门设计评价标准,车门质量,法规要求,密封要求,结构性能要求,外观要求,防腐要求,通风要求,成本要求,生产技术要求,法规要求,维修技术要求,回收利用要求,结构设计要求,车门作为一个综合的转动部件，和白车身一起构成乘员的生存空间，其应具有足够大的强度、刚度和良好的振动特性，以满足车门各项功能以及碰撞时的耐撞性等要求。因此，设计前期应该确立车门结构性能设计指标，并将该指标作为轻量化设计方案的目标。,6.2 车门设计评价标准,6.2.2 车门附件设计要求,车门锁：开锁和防误锁、耐久性、承受载荷能力、互开率、耐惯性。,车门铰链：运动范围阻

4、力矩、关闭余留角、强度、垂直刚度、耐久性。,摇窗机：操作方便、结构可靠、强度合适、寿命。,限位器：限制车门最大开度、耐久性。,.,侧面防撞杆：力和能量的传递作用。,外后视镜：大小、缓冲件结构、耐气候性能、耐久性能。,6.3 轻质车门结构的有限元分析,6.3.1 原车门,下垂刚度应力图,下垂刚度位移图,扭转刚度（上）位移图,扭转刚度（下）位移图,窗框刚度（前）位移图,窗框刚度（后）位移图,检验载荷应力图,6.3 轻质车门结构的有限元分析,6.3.2 框架式车门,未满足指标,6.3 轻质车门结构的有限元分析,优化后满足指标,6.3 轻质车门结构的有限元分析,6.3.3 模块化车门,未满足指标,6.3 轻质车门结构的有限元分析,优化后满足指标,6.3 轻质车门结构的有限元分析,对原有内外板式车门和六种车门设计方案进行有限元计算分析。以下垂刚度、扭转刚度、窗框刚度、检验载荷和模态等作为静力学评价指标，来分析各种车门设计方案，作为车门结构优化的依据。,6.4 轻质车门