侧门开闭件系统结构设计

侧门开闭系统结构设计目录1开闭件系统概述1.1开闭件系统主要功能1.2开闭件系统结构形式2开闭件系统性能对整车性能的相应3开闭件系统的设计流程及设计硬点4车门本体设计方法及要求5附件设计方法及要求开闭件概述轿车的开闭件一般由车门本体、车门附件和内饰盖板三部分组成。1.1车门分类按开启方式可分为以下几种：1.1.1顺开式车门：铰链布置在门洞前侧，门锁布置在后侧，在汽车行驶时仍可借气流的压力关上，比较安全。1.1.2逆开式车门：铰链布置在门洞后侧，门锁布置在前侧，在汽车行驶时若关闭不严就可能被迎面气流冲开，一般只是为了改善上下车方便性及适于迎宾礼仪需要的情况下才采用。1.1.3水平移动式车门：采用滑轨形式，轨道布置在侧围上下两侧。它的优点是车身侧壁与障碍物距离较小的情况下仍能全部开启，开启后门洞完全打开，改善了上下车方便性。1.4上掀式车门：铰链布置在门洞上侧，广泛用作轿车及轻型客车的后门，也应用于低矮的汽车。1.1.5折叠式车门：铰链布置在门洞侧面，有对开和单开，广泛应用于大、中型客车上。开闭件系统性能对整车性能相应开闭件系统作为整车的重要组成部分，对整车的性能有决定或者不同程度的影响，如下表所示表1侧车门系统开发对整车性能的影响序号性能内容相关性1.法规符合性见开闭件法规清单•2.整车定义及基本参数确定车门数量，车门的开口位置，车门开启方向，车门结构形式，车门基本尺寸，车门功能配置•3.环境适应性适应温度，海拔，湿度及环境特殊要求•4.成本控制根据竞品车型对标•5.环保性能ELV，禁用物质要求•6.内饰、外观造型搭配1造型上应与整车协调一致（包括外表面形状、覆盖件的分块、门缝的设计和内饰）2色彩搭配合理。•7.人机工程1保证乘员上下车的方便性，设计车门的开口大小和形状，车门的开度要求2车门机构操纵要方便3具有大的透光面，满足侧向视野要求•8.可装配及维修性良好的车门制造，装配工艺•9.碰撞安全提高车辆侧向碰撞的安全性。•10.NVH1车门模态2后视镜行车抖动3隔音•

11.重量级承载1竞品车对标2新材料应用，轻量化设计•12.精致工艺门缝间隙，模块间隙•13.动力性X14.经济性材料利用率O15.制动性X16.操纵性车门开启力、关闭力开关开闭力XX17.防盗性车门锁锁止后，需通过外力破坏后才能将车门打开◎18.电子系统性能无钥匙进入系统◎19.灯光系统氛围灯O20.娱乐音响系统车门高低音喇叭◎21.可靠性1车门抗凹性2整车可靠性3防腐性•注：强相关• 次强相关^ 一般相关。不相关X开闭件法规清单序号标准编号标准名称1GB15084-94汽车后视镜的性能和安装要求2QC/T636-2014汽车电动玻璃升降器3QC/T626-2008汽车玻璃升降器4GB3730.3汽车外廓尺寸界限5GB15086-2013汽车门锁及车门保持件的性能要求和试验方法6GB15743-1995轿车侧门强度2.1车门刚度和强度车门开闭冲击载荷，针对承受力不同，要求外板质量轻而内板刚性强，能够承受较大的冲击力。在设计时要考虑车门关闭时力与车门的变形程度的分析，按照美国的试验方法（FMVSS），是用一直径为12英寸（304.8毫米）的圆柱体，由一液压装置将它压向固定于车身本体的车门，观察车门变形与受力的情况。-车门下垂刚度，下垂刚度是车门在重力作用下车门变形程度的指标。如果车门的垂直刚度不足，会导致以下不良结果：影响门缝间隙及表面平齐度、车门关闭力增加、密封性变差、车门音品变差、严重的情况还会出现干涉和磕碰。因此车门的垂直刚度一直以来都作为车门性能设计的首要目标，所以在设计中就要求车门下沉量越小越好。2.2关门音品从开关车门可以大致判断出车门的质量。一个质量比较好的车门，它使用的材料、制作工艺是严格要求的，反映到实际使用上，关门的声音就让人感觉出一种沉甸感，厚实感，关闭时有一种低沉的“嘭”声发出来，好象车厢里的空气被压缩似的。如果车门比较单薄，则有一种轻盈感，关闭时会发出清脆的“嘭”声，与前一种明显不一样。车门音品的影响因素主要有下面三个。2.2.1车门外板刚度：如果外板刚度不足，在关门时会产生嗡嗡的振动声，因此在造型时就需要考虑车门外板的形状，应该尽量使车门外板成弧面，并尽量增大其曲率，在设计时在内部稍稍增加一些减振措施就可以避免这些问题。2.2.2车门关门声音还与车内通风状况有关，通常车内都有一个出风口，在后保险杠内，关门时，通过该出风口适当地将空气排出驾驶舱，否则会出现关门费力，声音不良，尤其还会使驾驶舱内的人员会到耳膜难受。#A2d9v.c5I!_2.2.3车门密封条的压缩方向也有一定的影响，按照理论应该是压缩方向与车门运动方向相同，但实践证明这样可能会出现啪叽声，从国外的高级轿车上可以发现，国外设计师在设计密封面时通常都会采用一个小的角度，既要保证密封条不产生滑移，还要保证声音有厚重感。在密封条设计时，一定要在密封条的泡管上设计一些排气孔，否则关门会很费劲，声音效果也不好。2.3防腐性开闭件系统是一个相对独立的系统，是驾驶舱与外界交互的主要通道，而且上面装配有许多重要的运动件，要进行一些防腐性的结构设计。2.3.1排水孔设计。对于车门防腐，车门下部开若干排水孔（一般为3—4个）是车门设计中常见的结构，作用不只是使从车门窗处漏进的雨水不产生淤积从而使车身锈蚀，同时在车身涂装时使电泳液尽快排出以减少能耗。开口的下边缘应在车门包边线以下，以避免水在内外板包边后圆角处堆积。）｝;*e,L8x%L!2.3.2车门底面应以不小于10度的角度向排水孔处倾斜，这样有利于提高排水性，提高冲压成型性，同时也可以提高车门腔体内喷涂防腐胶时的空间。如A一A剖面所示。2.2.3为便于车门内、外板的内表面完全涂装，内、外板边缘除连接包边部分紧贴结合外，应分离一个允许的间隙，一般以不小于15度的角度来设计。如B—B剖面所示。’n*K3开闭件系统的设计流程及设计硬点开闭件系统是车身结构中的一个分总成，设计时应与车身总体设计相统一。在进行具体的车门设计前首先应根据整车参数，以同类型车为参考，进行车门部分的产品描述，确定车门类型，附件类型及种类。3.1车门的设计过程一般如下：3.1.1市场策划/项目立项阶段3.1.1.1确定开发车型类型及预计售价3.1.1.2确认市场竞品车型（3-5款）3.1.1.3初步确定优势及配置3.1.1.4初步确定车型开发周期3.1.2逆向造型阶段3.1.2.1确认技术竞品车型（预判开发阶段内技术趋势发展，技术竞品车型高于市场竞品车型）对标分析目标车型的结构形式、性能、质量及功能配置。3.1.2.2设计任务书发布3.1.2.3开闭件系统开发方案签批（包括法规要求，结构形式，性能，质量，重量及功能配置）3.1.2.4二维效果图批准3.1.2.5外观面油泥模型表达3.1.2.6车门初步尺寸确认3.1.2.7车门分缝线初步确认3.1.2.8校核和定义玻璃表面3.1.2.9概念性门洞密封面初步定义3.1.2.10造型工程可行性初步分析（上下方便性、障碍角）3.1.2.11法规符合性初步校核3.1.3NC设计阶段3.1.3.1车门设计原则（由外而内，先外板再内板，先断面再数模，先周边再内部的过程）3.1.3.2主断面设计3.1.3.3门洞止口优化3.1.3.4车门本体结构设计3.1.3.5开闭附件设计3.1.3.6设计校核3.1.3.6.1门的运动校核3.1.3.6.2安全性校核3.1.3.6.3校核结果满足要求，完成设计3.1.4开发试制阶段3.1.4.1二维图纸发布3.1.5开闭件模具开发验证3.1.4.3开闭件耐久性台架试验3.1.4.4开闭件可靠性搭载试验当然，上述的设计步骤并不是绝对不变的，要根据设计的需要灵活进行，各步骤之间的反复往往要多次进行，如：根据铰链位置等初步确定车门边界，然后进行附件布置，但布置过程中出现问题又要求重新修改边界等等，各步骤不断交叉进行，多方面考虑才能保证最终设计的合理。3.2开闭件系统设计的主要硬点主要设计硬点有外板曲面、分缝线、玻璃曲面、内板结构、密封间隙、门锁结构、铰链中心线长度姿态、玻璃升降器位置和等。3.2.1分缝线及门洞密封面的定义。从造型开始，就需要在造型师的创意中定义各处缝线，这也包括门缝线以及概念性的门洞密封面。这个过程要经过总布置、车身结构等部门的工程师协助，只有符合了基本的法规和使用限制、具备了初步的结构可行性，造型师的工作才是真正有成效的。在造型定义的门缝线、门外观的基础上才进行下一步工作，3.2.2玻璃曲面定义，在造型面的基础上，设计门的工程师需要校核和定义玻璃表面，并通过型面工程师反映到外观数据上；3.2.3门板结构和密封结构定义。在造型面的基础上定义门各处基本结构和密封结构，使用断面进行表达，这样就基本上建立了门洞止口的基础。3.2.4主断面设计。车身主断面是车身设计的基准，它表达了车身主要零部件的主断面形状特征、相关的尺寸，零件之间的装配、焊接关系。与车门设计有关的主要断面有：前门上下铰链位置断面（断面与前门铰链轴线垂直，主要表示前门铰链、翼子板、A柱下部、前门前部之间的关系）、A柱断面（断面与侧围前门分缝线垂直，主要表示前风窗、侧围、前门前上部之间的关系）、顶盖侧围断面（断面与侧围前门分缝线垂直，主要表示顶盖、侧围、前门上部之间的关系）、B柱上部断面（断面与前门分缝线垂直，主要表示前门后上部滚压件、B柱上部、后门前上部滚压件、密封条之间的关系）、后门上下铰链位置断面（断面与后门铰链轴线垂直，主要表示后门铰链、前门后部、B柱下部、后门前部之间的关系）、前门锁环位置断面（断面与后门铰链轴线垂直，主要表示前门锁、前门后部、B柱下部、后门前部之间的关系）、门槛位置断面（断面与车身X轴线垂直，主要表示前后门与侧围门槛之间的关系）、水切位置断面（断面与车身X轴线垂直，主要表示门内外板、内外加强板、内外挡水条、门玻璃之间的关系）总布置需要在初步的门洞定义（包括门结构）上开展人机方面的校核，比如障碍角、上下方便性等等；车门、侧围结构也需要进一步的细化，甚至搭建初步的数据结构，以确保各处可以按断面布置中的定义执行，对其中表达不足或不完善的地方进行补充，进行初步的运动、装配校核，同时还需考虑初步的工艺可行性，确保加工、装配工艺不出问题。有了断面和初步结构，甚至CAE部门也开展了相应的前期分析工作。经过这样一个初期阶段的工作，门洞、门这个区域的定义基本成熟，外表面、缝线、密封面、断面定义和初步结构都经过了必要的法规、人机和运动校核，可以在此基础上开展详细的结构设计、开闭附件设计等等，这时的门洞缝线、密封面基本完整和成熟，侧围也相应可以开展详细的设计工作了。考虑车门安装工艺，车门应能够分装，以适应大批量生产。3.3输入输出3.3.1输入一般指：总布置提供的设计任务书；参考样车，车身外CASS-A级表面，成本目标，设计法规等。3.3.2输出一般指：产品描述，确定需要建立的三维模型和图纸，技术要求，功能说明等。应根据设计任务书和调研的分析结果对车门总成及零件进行描述。4车门本体结构设计方法及要求4.1车门本体结构及设计车门由门外板、门窗框、门玻璃导槽、门铰链、门锁及门窗附件等组成。内板装有玻璃升降器、门锁等附件，为了装配牢固，内板局部还要加强。为了增强安全性，外板内侧一般安装了防撞杆。内板与外板通过翻边、粘合、滚焊等方式结合，4.1车门结构形式分为：全尺寸内外板结构、辊压窗框结构（分体式）和半开放式结构。4.1全尺寸内外板结构由全尺寸的冲压外板、全尺寸的冲压内板和嵌在内外板间的窗框导轨组成，导轨为U字形滚压成型件，焊接在内板上，最后外板与内板总成通过包边方式闭合起来。这种车门板金结构在许多早期的乘用车型被普遍采用。现在商用上还在广泛应用。4.1.1优点：4.1.1.1有比较好的完整性，整个门的刚性比较好，一体冲压出来门板能够得到比较好的尺寸精度，并且由于制造中的工序比较少、工艺简单，所以整个门板金总成的制造精度相对容易控制。4.1.1.2拆装简单，只需卸下车门内饰板就可以进行工作。4.1.1.3对玻璃导槽外观设计要求低。玻璃导槽密封条是嵌在隐藏于车门内的窗导轨中的，有较好的隐蔽性，密封条外露部分比较少。在有些经济型车上，车门窗框导轨的两个顶角被设计成为半径比较大的圆角，这样可以将导槽密封条设计成只用一种断面而且不需要接角的结构。4.1.2缺点：4.1.2.1内部结构复杂，相关的零部件较多，比如升降器、车门中控电机、门锁连动机构、线束等。4.1.2.2钣金维修时，腔体内空间狭小，很不利于工具的进入，操作时非常不方便。4.1.2.3装饰性差，造型简单。它的窗框外边框通常比较宽大，窗框的可装饰性不强，对造型有限制，不太符合现代造型的要求。4.1.2.4模具尺寸大，结构复杂，投资费用高。全尺寸的门板需要比较大的冲压模具，对冲压模的要求也比较高，整套模具的成本很高。4.1.2.5材料利用率低。目应用车型：新款的车型采用这种结构的越来越少，目前市面上的代表车型有：大众宝来、标致307、老款蒙迪欧和斯柯达明锐等。4.1.2.6为了保证冲压工艺和强度，窗框断面较宽，影响视野。4.2辊压窗框结构整个窗框部分被从内外板单独分离出来，窗框是由几段通过滚压工艺成型的导轨和一些小冲压件拼焊而成的一个总成件。门内外板只有窗台以下部分。窗框总成与在窗台位置通过焊接的方式连接成一个完整的车门。滚压件进入车门腔体内的下方伸入量应大于100mm，使窗框与窗台与有充分的连接强度和刚度。4.2.1辊压断面设计。断面设计采用平台化，多车型通用。组成窗框的多段窗框断面可设计为平台化，多车型通用；组成辊压窗框的几段导轨的断面形状可以设计成统一的断面；可以选用已有断面，减少模具开发。主密封条的形状和结构通常比较复杂，窗台以上的部分通过嵌入窗框上的沟槽中固定，窗台以下的部分通过装在密封条上的塑料扣钉卡在上一排相间隔的圆孔内固定，由于窗框的几段导轨在拼焊连接处都是尖角，所以这几个部位需要接角过渡。辅助密封条为内侧门密封条，安装在侧围的门洞翻边上，它的压缩面来自于门上，有时一圈压缩面并非来自于一个零件，可能一部分来自于板金、一部分来自于门内饰件，几个零件的过渡区域和窗框与的焊痕都会导致压缩面不光顺，并且安装面与压缩面的重合性不好。玻璃导槽密封条是传统结构，同样因为密封条是嵌在车门腔体内的，可视部分较少，所以外观要求不高。4.2.1优点：4.2.1.1造型多样，视野好。窗框宽度不受冲压和焊接工艺的限制，可以设计的较窄，窗框断面形状多样，可以比较自由地根据密封条或者造型的需要设计成很多样子。4.2.1.2模具成本低。内外板尺寸只有窗框以下部分，零部件尺寸小，相应模具成本降低。4.2.1.3成本低。内外板的材料利用率大幅提高，节省了材料成本。4.2.2缺点：4.2.2.1滚压件受弯曲工艺影响，容易出现径缩现象，而且弯曲半径不能过小，否则会出现褶皱，造型受到制约。4.2.2.2设计难度大。窗框与在窗台区域焊接时需要有较长的交叠部分，设计时需考虑留出空间避免出现干涉，同样也会影响门分缝线设计。4.2.2.3滚压窗框本身是多段导轨拼焊而成的，并且整个窗框总成也是通过焊接连接的，制造精度比较难控制。应用：主要被日韩系车广泛采用，美系车也有少量采用，而欧洲车很少采用。4.3半开放式车门结构这种结构的门板金主要由全尺寸的冲压内板、窗框加强板和一半尺寸的冲压外板组成，窗台以上是没有外板遮盖，整个窗框内部结构是暴露于车外，通过安装一些装配件到窗框内板上将形成窗框外表面，比如导轨饰板和密封条。4.3.1优点：4.3.1.1成本介于全尺寸结构和窗框结构之间。车门外板没有窗框部分，使得外板模具尺寸减小，材料利用率高。4.3.1.2重量轻，外板没有窗框，重量减轻。4.3.1.3门窗造型美观，装饰性强。窗框外侧通过安装一些带有装饰性作用的附件，使得车窗外边框具有很强的装饰性，有利于车身造型设计。4.3.2缺点：4.3.2.1玻璃周边的装配附件多，增加了装配的难度，各零件相互间的匹配精度比较难控制，容易影响玻璃升降。4.3.2.2玻璃导槽密封条的结构比传统断面复杂很多，不仅要有密封作用、导向玻璃的作用，还要有外观装饰作用。由于没有了窗框外框，对玻璃导槽密封条而言，外侧没有板金箍住密封条，顶部饰条的外侧完全暴露于车外，要求密封条本身要具有一定的钢性，通常设计内嵌骨架或使用硬度较高的材料实现。4.3.2.3玻璃密封条成本高。作为外观件，质量要求和外观要求也大大提高，大大地增加了密封条的成本。使用车型：欧美车系。4.4分体式车门这种车门的外板与内骨架是分离的。在不拆卸车门内饰板的情况下，就可以把车门面板拆下，进行车门的钣金维修和更换零部件。在更换升降器的时候，要固定好车门玻璃，防止滑落后破碎。安装外时要注意操作顺序与拆卸时相反。速腾乘用车的这种车门拆装简单、方便，极大地降低了劳动强度，提高了工作效率，在相关零部件更换时更是凸现了它的优势。

4.2车门本体详细设计4.2.1车门断面确定好设计断面，断面便成为设计硬点，为了缩短开发周期，节省设计成本，更多的是根据已有成熟车型的主断面加以调整修改，得到新车的设计主断面。主要方法有：肥边调整法和断面平移法。4.2.1.1肥边调整法，当新车的门板外造型面与参考车在y方向相差-3〜+5mm时采用。车门外造型面相对于参考车变化较大时，采用肥边调整法，将造成肥边过短，车门刚度强度不足，车门过重等情况，4.2.1.2断面平移法，使参考车主断面平移至参考车外造型面与新车外造型面重合，得到新车内板结构设计断面。4.2.2车门外板设计车门外板设计是在光顺好的整体造型面和车门轮廓线的切割面片基础上加周边翻边和门锁等特征后的车身零件。分缝线和锁机构等是门外板的设计硬点，一般开闭件的缝隙小于等于5mm,非运动件小于等于4.5mm。4.2.2.1分缝线通过2种方法获得：4.2.2.1.1（1）一般先将汽车内外观面整体造型面光顺到A级曲面（CLASSA）；（2）同时将造型边界线投影到XZ铅垂平面后光顺到A级曲线；（3）然后采用该投影的边界线投影到光顺好的A级大造型面与造型面相交，获得边界线，该交线理论上定为A级曲线。4.2.2.1.2（1）采用空间曲线光顺后与曲面相交，反复相交反复光顺的方法，相交后将交线进一步光顺，重新获得边界线；（2）将该线投影到光顺面上获得更新的边界线，重复这一过程直到边界线达到佻级曲线要求；（3）用最后获得的边界线作为车门边界线，并与大的光顺面相切割得到车门外板面。外板面设计好后，将门锁机构等有关设计硬点特征加上去便完成了车门外板设计。4.2.2.2车门外板设计参数要求4.2.2.2.1车门外板设计应满足整体的造型要求，应有足够的强度与刚度.4.2.2.2.2车门外板的包合边宽度8mm左右，小圆角拐角处不压合.4.2.2.2.3车门外板把手的安装高度应满足人机工程学要求，门外板把手的安装的凹坑应能顺利地伸进去手，以满足门开关的要求，凹坑的侧壁与门冲压方向（一般为y轴）的夹角10°以上，以满足冲压工艺要求。4.2.2.2.4在车门外板水切口处，门内、外板水切口加强板之间的距离，应满足玻璃装配要求，一般定义为25mm以上。4.2.2.2.5车门外板拐角处的包边尺寸见如图所示。4.2.3车门内板设计车门内板设计是根据门相关的主断面进行的，基本要求是：A柱、B柱在Y轴方向的高度应大于60mm，门槛部位在Y轴方向的高度应大于80mm。以保证车身的整体刚性。4.2.3.1车门内板的结构类型可分为整体式或分体式，分体式一般分前后二块。前侧（铰链侧）料厚较厚,一般为1.2mm；中间安装部位一般为1.2mm。后侧（门锁侧）料厚较薄，一般为1.0mm。4.2.3.2车门内板的结构应满足安装开闭附件的要求（门铰链、限位器、锁、升降器等），包括附件的安装与拆卸，因此，要设计一些安装面和安装孔。升降器安装孔应进行DMU拆装分析。4.2.3.3定义合理的密封面,确保门的整体密封性。门洞密封面是车门内板和侧围门洞口设计的基础，应首先完成。密封面包括门洞密封面和门框密封面，一般来说，为保证车门的密封效果，密封面的设计应保证没有异常的凸起和凹坑，面与面之间应平滑光顺，并采用大半径圆弧过渡。4.2.3.4车门内板与门护板有良好的配合关系。定义合理的内饰安装面和安装孔的位置与数量，安装孔包括卡扣安装孔与螺钉安装孔，安装部位应有足够的刚度与强度。4.2.3.5防腐性设计。在门内板的下边缘处冲出3到4个小孔，二个在二侧，一个在中间；同时还在车门里板与塑料薄膜粘接处的下端开二个左右的排水槽，以便把进入车门里的雨水和小杂质，顺利排出车外。4.2.3.6工艺设计。为确保门内板的冲压工艺性要求，门内板的所有面（尤其是门洞面）应与冲压方向（一般是y轴方向）有足够的拔模角度,一般在3°以上；没有安装要求的面与面之间采用大于8mm的圆角进行过渡，门内板的包合处采用4mm的圆角进行过渡。4.2.3.7线束安装空间与位置设计。车门线束主要有：升降器电机接口、升降器开关接口、锁中控接口、后视镜接口、扬声器接口等。4.2.4门锁加强板设计锁加强板的基本形状设计成Z字形形状，周围局部翻边成45°，以便于打胶工艺的实现，防止雨水和小灰尘进入而生锈。4.2.5防撞杆4.2.5.1防撞杠断面尺寸要满足侧碰撞要求。4.2.5.2防撞杠与门外板之间的最小距离3mm，采用膨胀胶进行支承，不允许直接接触外板进行焊接，以防止热变形和干涉变形。4.2.5.3与周边件安全距离。在玻璃升降过程中，防撞杠与玻璃外表面之间的距离大于7mm。4.2.6玻璃导轨4.2.6.1与门框的断面相匹配。4.2.6.2与玻璃形状相匹配。4.2.6.3与密封条形状相匹配。4.2.6.4玻璃后导轨应设计成二段，上半部分设计成焊接结构，下半部分设计成活动导轨，以便于锁的装配与拆卸。4.2.6.5与周边件安全距离。4.2.6.6与锁之间的距离大于5mm。4.2.6.7在车门开闭过程中，与门限位器的距离大于7mm。4.2.6.8车门性能分析车门CAE分析清单项目分析内容及方法参考标准车门下沉工况1（车门关闭）：施加Z向-1g重力1、自重下沉量＜2mm工况2（车门一级开启）：施加Z向-1g重力，在此基础上施加Z向-750N力于锁扣，最后移除锁扣上力，保持重力。1、 加载后下沉量＜9mm2、 卸载后残余下沉量＜0.5mm3、 等效塑形应变＜2%工况3（车门最大开启）：施加Z向-1g重力，在此基础上施加Z向-750N力于锁扣，最后移除锁扣上力，保持重力。1、 加载后下沉量＜9mm2、 卸载后残余下沉量＜0.5mm3、 等效塑形应变＜2%侧门过开分析在门锁处施加绕铰链轴线的2m/s初始线速度，速度沿车门外板法向方向；并且施加1g垂向惯性加速度等效塑形应变＜2%车门密封力变形分析密封条用弹簧单元模拟，约束弹簧一端（与密封条连接端）所有自由度，约束铰链（车身端）的所有自由度和门锁处的平动自由度密封方向位移＜2mm侧门模态第一阶模态＞30振型一阶弯曲第一阶模态＞40侧门铰链强度1、 Y向加载11000N力2、 X向加载9000N力最大等效塑性应变＜min（材料断裂伸长率*80%）侧门锁安装点强度分析（锁与锁扣安装点）侧门侧：在车门截断位置建立约束，约束其所有自由度，关闭方向施加-750N的力。车身侧：在车身截断位置建立约束，约束其所有自由度，关闭方向施加750N的力。最大塑形应变＜材料断裂延伸率，安全系数1.5材料屈服强度/材料最大塑性应变＞1.5

侧门侧向刚度工况一：车门缓冲块位置加载200N载荷，方向沿车门开启工况二：车门后上角开启方向受200N载荷＞40N/mm工况一：＞150工况二：＞40窗台侧向挤压刚度工况一：在内窗台中部加载Y负向200N；工况二：在外窗台中部加载Y正向200N。>40N/mm扭转刚度约束铰链与车身安装点处的所有自由度，在锁处约束平动自由度，在两个减震橡胶块安装点施加力相反的力，试两个力的力矩240N•m,力臂为两个加载点的距离>100N.m/°车门腰线处横向刚度分析车门腰线关闭方向受200N载荷>40N/mm侧门挤压分析连续施压，分段评估：初始（0-152）半程（0-305）全程（0-457）1、 平均力N100002、 平均力N155603、 最大力N31120侧门外覆盖件抗凹性能分析垂直于表面均布载荷1MPa，根据屈曲模态分析，选择抗凹性分析点，并根据经验增加分析点，加载400N力1、 加载后变形量＜102、 卸载后变形量＜0.53、 不稳定范围＜5车门窗台侧向刚度分析前车门：施加Y向、-Y向200N（以铰链轴线为Z轴，Y轴指向门开启方向>40N/mm后车门：施加Y向、-Y向200N（以铰链轴线为Z轴，Y轴指向门开启方向>40N/mm侧门铰链安装点刚度分析安装点周边250mm约束。安装点处加载1000N的载荷1、 x向2、 y向3、 z向N1000N/mm侧门锁安装点刚度分析安装点周边250mm约束。安装点处加载1000N的载荷1、 x向2、 y向3、 z向N1000N/mm侧门限位器安装点刚度分析安装点周边250mm约束。安装点处加载1000N的载荷1、 x向2、 y向3、 z向N1000N/mm侧门玻璃升降器安装点刚度分析安装点处加载200N的载荷1、 x向2、 y向3、 z向N1000N/mm

侧门玻璃升降器电机安装点刚度分析安装点处加载200N的载荷1、 x向2、 y向3、 z向N1000N/mm侧门扬声器安装点刚度分析安装点处加载200N的载荷1、 x向2、 y向3、 z向N1000N/mm侧门外后视镜安装点刚度分析安装点处加载200N的载荷1、 x向2、 y向3、 z向N1000N/mm侧门外门把手安装点刚度分析安装点处加载200N的载荷1、 x向2、 y向3、 z向N1000N/mm侧门内门把手安装点刚度分析安装点处加载200N的载荷1、 x向2、 y向3、 z向N1000N/mm5附件设计方法及要求密封条的压缩量等于密封间隙距离的1/2--1/3。5.1铰链的设计方法与要求：车门铰链的设计是车门设计的一项重要工作。车门铰链是由铰链座和铰链轴组成。它应当转动灵活，不滞涩，不会发出杂音，在汽车设计的使用寿命内，应能保持其功能。车门的开启角度根据车门尺寸及人机设计，但开启过程中不应当与车身有任何干涉。5.1.1铰链的设计要素：铰链轴线，铰链中心距，铰链形式，铰链的安装平面，门的开启度。铰链轴线定位和铰链中心距的确定是重要的设计硬点。5.1.2铰链轴线设计铰链轴线一般设计成具有内倾角和后倾角。内倾角和后倾角都是为了使车门开启时获得自动关门力，也有个别汽车门铰链具有前倾角，但一般不会有外倾角。5.1.2.1内倾角指铰链轴线在x=0平面上的投影与z轴之间的夹角，内倾角一般为0〜4°；5.1.2.2后倾角指铰链轴线在y=0平面上的投影与z轴之间的夹角，一般为0〜2°。5.1.2.3铰链轴距，在布置铰链时，应注意在结构允许的情况下，车门上下两铰链之间的距离应尽可能大。前门要求320mm以上，后门要求300mm以上。

（1）先确定铰链轴线沿车身方向的尺寸变化范围（X1,X2）；（2）在此范围内任选一值Xm；（3）将轴线限制在与x轴垂直的平面x=Xm内，在x=Xm平面内确定铰链轴线的倾斜状态：先分别求出x=Xm平面与内外板曲面的交线C1和C2,并求出C1和C2对应的y方向的极限坐标位置Ymin（内板投影线最左端），Ymax（外板投影线最右端）；4x=Xm平面内通过输入直线方程y=B,BE（Ymin，Ymax）来生成一条与2轴平行的轴线Z1Z2；确定铰链轴线中心点的z坐标值：通过内板上下边框或外板上下边框求出平均位置坐标z=C,并根据它在y=B直线上求出一点0；根据铰链轴线内倾角范围0E（0°,4°），《y二B直线绕0点逆时针旋转。角度，得到轴线位置00,根据铰链间距LE（300mm，500mm），以铰链中心0为初始点，沿直线1.2y=B确定两点D和E，使两点间线段长度为L，调整L值以及轴线与外板的距离，保证在铰链宽度方向不与外板干涉的情况下，轴线尽量靠近外板的极限位置（L值确定已知时），者L值可以改变，则可以考虑稍微减小L值，轴线更靠近外板（车门外板曲率较大时），可以通过改变最初的B值重新生成轴线00或作00的平行线来改变轴线到外板的距离。当轴线位置最终确定后，根据D，E两点位置可将铰链模型正确地放入车门门腔内。（4）为了避免打开车门时与其它部分干涉，铰链的轴线应尽量靠近车门外板，但是距离车门外板（class-A表面）的最小距离不得小于10MM。

铰链在Y方向位置的意图5.1.2.5铰链中心距的确定可参考车门宽度（铰链轴线到鱼嘴口距离）。为了加强车门连接刚度，除了在立柱上布置必要的加强板外，布置的时候尽量加大两铰链的间距。5.1.2.6下铰链座最低位置的确定根据示意图确定下铰链座最低位置距离车门的下边缘的位置，其值大于130MM。确定下铰链在Z方向最低位置示意图5.1.2.7运动干涉校核铰链中心线位置和中心距确定后，需要进行运动干涉校核，在主断面设计中完成。在门开闭过程中，检查门与周围零件的最小间隙，要求大于3mm。检查部位有：前后门，前门与A柱翼子板，门与铰链等，在可能干涉的位置取主断面，将车门延中心线旋转，即可一目了然。门铰链运动校核5.1.3铰链料厚.考虑铰链的强度、刚度，确保门的整体刚度。一般4mm以上。5.2门锁的设计要素：车门设计是先建立门锁。门锁是重要的安全件，门锁与上下铰链共同构成车门的3个受力点。门锁由两个零件构成，一个零件固定在车门上，另一个零件固定在车身上，通过门闩阻止车门向外打开，通过简单的杠杆运动或压揿按钮的动作将它们脱开。门锁必须工作可靠，在一定的冲击力作用下不会自行脱开。5.2.1锁的选择锁的开发一般都是选用市场的成熟零部件，有特殊要求的进行重新设计，这样有利于减少开发周期，降低投资成本，也降低了验证周期。根据配置进行功能选择，（1）前门锁，内外手柄开启功能，锁芯的开启功能，锁止功能，中控功能，防盗性，密封性，NVH性能；（2）后门锁，内外手柄开启功能，锁止功能，中控功能，防盗性，密封性，NVH性能，儿童锁防护功能。在一些高端车上还设计有自吸锁功能。根据车门造型进行尺寸匹配。布置时将车门锁体与锁扣数模按照锁定状态进行匹配。5.2.2门锁要布置在与铰链相对的门缝处。5.2.3门锁位置的确定。门锁高度的理想位置居于铰链轴线的中心垂直面，实际布置中根据造型及结构一般布置在车门质心略的位置上；门锁的位置还应保证车门顺利开启和锁止，因此锁舌的中心线必须与铰链轴线平行。锁扣到鱼嘴口的距离设计有2种方案：（1）当锁扣超出车表面时，直接留足锁开启和闭合的余量，超出锁体口边缘3mm；（2）当锁扣不超出车表面时，锁扣到鱼嘴口的距离在超出锁体口边缘的情况下为7mm以上，这考虑到保证碰撞后车门仍能顺利打开。5.2.4锁安装角度。锁安装面与冲压方向Y轴有3-10。的倾角，安装面周围的圆角足够大，保证冲压工艺，为保证锁有足够的使用寿命，锁在关闭的瞬间锁舌和锁扣之间的角度控制在90±3度。5.2.5锁体与玻璃导轨的距离要求大于5mm。5.2.6锁系统的运动结构与玻璃导轨、车门内板之间的距离要求大于7mm；与玻璃、升降器之间的距离要求大于12mm。5.2.7锁芯和玻璃外表面之间的间隙大于7mm。5.2.8锁的开启行程锁开启机构的行程应大于锁体行程2mm以上，以保证锁的正常开启。5.3门把手门外把手的运动机构与玻璃外表面之间的间隙大于7mm。5.4侧门玻璃现在我们汽车上的安全玻璃的使用，从使用形式上分，大致上分为夹层玻璃和钢化玻璃两大类，其中夹层玻璃又分为普通夹层玻璃；有隔热要求的夹层玻璃和有隔热降噪要求的夹层玻璃，为了达到隔热的效果，可以通过使用带隔热效果的玻璃原片和使用隔热PVB夹膜来实现，而钢化玻璃又分为普通钢化玻璃和带隔热要求的钢化玻璃。大多数侧门玻璃都采用钢化玻璃，夹层玻璃一般用于汽车安全要求较高的车辆。5.4.1玻璃曲率半径的确定。车门玻璃设计时一般为双圆环面，可以和外造型匹配，达到玻璃升降的平顺性，圆环面的数学方程如下，其设计简图与基本参数如下图。（X2+y2+Z2+R2-r2）2=4R2（X2+Z2）圆环面玻璃设计简图 圆环面的基本参数当R足够大且圆柱半径r远远小于R时，从圆环面上截取的玻璃曲面仍近似为柱面，玻璃的运动可以认为是一种绕圆环面中心引导线的旋转运动，其运动轨迹是与引导线成一定夹角的圆环断面线的一部分，R=15〜25km,二1200〜2000m；大客车为R=8。5.5确定玻璃外表面与车门外表面的关系，一般来说，玻璃外表面与车门外表面的距离应尽量小，以降低行驶阻力与噪声。5.4.3设计玻璃上下两个极限位置：玻璃降到最下端时应与下密封条平齐或略高一些；玻璃升到最高位置时，玻璃下端与水切口上端之间的距离大于50mm。5.4.3玻璃导槽尺寸设计，尤其是X方向曲线的设计，极易被忽视，设计不合理则玻璃运动过程上部和下部间隙不均匀，导致玻璃升降阻力大，升降失效。玻璃与导槽的间隙：X方向一般设计1〜1.5mm间隙。5.4.4侧门玻璃的曲面和造形玻璃曲面与加工工艺曲面特点成型方法特征单纯圆柱曲面一个方向为直线自重成型法玻璃加热后通过玻璃本身的重力自动下垂（成本低，精度低）三维曲面（一个方向为R60000mm以上）辊压成型法玻璃加热后通过一组三维辊轮，对玻璃进行辊压成型三维曲面（含自由弯曲面）冲压成型法因造型专门制作模具，成本较高因侧门车窗玻璃曲面对外饰造型影响很大，故在用外饰油泥模型对造形设计进行研究的中期确定下来。选定的条件是要能满足升降性（随动性、保持刚性、耐久性）。高端车大多采用冲压成型工艺。其原因是:为真实反应造型，需要确保玻璃曲面精度。5.5升降器玻璃升降器是开闭件设计中很重要的一个环节，它的合格与否直接影响到车窗的开闭，玻璃升降器在设计过程中，关键在于安装和玻璃导轨的曲线确定。5.5.1升降器的种类升降器一般分为臂式、绳轮式、链式三种5.5.1.1臂式根据玻璃造型和尺寸有双叉臂，也有单臂（一般用于后门）。5.5.1.1升降器行程的确定。由玻璃的高度确定玻璃升降器的行程，先定义升降器的最高位置，玻璃处于最高位置时玻璃下端距水切口的距离大于50MM，前门玻璃处于最低位置时，玻璃上端高出水切口最多不大于2mm。后门玻璃处于最低位置时，玻璃下端与内板下框支架的最小距离大于15mm。玻璃夹持器一般水平放置。5.5.1.2滑轮位置的确定，玻璃在运动的时候，玻璃的质心在两滑轮中心线上，使玻璃在升降的时候能保持稳定，当升降器导轨处在基准位置的时候，滑轮与限位点距离大于20mm。5.5.1.3导轨孤度设计。位置确定后，通过偏置玻璃面求出导轨的孤度，此导轨孤度为空间螺旋曲线，由于玻璃运动近似圆弧运动，但升降器的长导轨在自由状态下是平面运动，所以在玻璃升降过程中，升降臂和平衡臂会变形随长导轨一起运动，为了提高升降器的寿命，应使运动过程中升降臂和平衡臂的变形量尽可能小，图9表示了玻璃运动轨迹和长导轨在自由状态下的运动轨迹，A、B、C分别表示了玻璃在上、中、下3个位置时升降臂和平衡臂的最大变形量，其中C>A=B臂式升降器导轨压缩量布置图臂式升降器平面布置图压缩量，和延伸量，导轨运动平面和玻璃中心面之间的距离，由于臂式升降器的导轨的轨迹是一平面。为了消除弦高使玻璃顺利升降，升降器臂通过变形来改变玻璃的位置，当玻璃中心线在玻璃轨迹线内侧的时候，他们之间的距离定义为压缩量，反之则为延伸量。压缩量的分配：导轨处在最高位置L1<13mm导轨处在基准位置L2<10mm导轨处在最低位置L3<15mm三者的比例L1:L2:L3=8:5:10弦高h=L2+（L1+L3）/25.5.1.2绳轮式5.5.1.2.1导轨位置确定。有了玻璃的数据后，可求出玻璃的质心位置，根据设计经验和一些样车数据，一般单导轨的位置是在玻璃质心位置向B柱方向偏移15〜25mm,双导轨的间距应在不干涉内门板和其它附件的情况下尽可能大，但两个导轨的中线应该在玻璃质心位置向B柱方向偏移15〜25mm。5.5.1.3链式此种结构较为少见。现在设计时很少使用。5.5.2升降器结构的选择根据玻璃的类型选择合适的升降器结构。弦高大于20mm的情况下一般选择绳索式的升降器，弦高过大使用臂式升降器很难实现玻璃的顺利升降。5.6限位器5.6.1限位器的布置方法：采用断面分析方法确定限位器主臂形状，理想状态的限位器是要求主臂始终与限位器盒垂直，但实际上不能达到，在限位的位置垂直是可能达到的，而且限位盒与主臂是可以摆动的，所以我们可以在断面作出在限位位置的形状，然后在保证周边间隙的情况作出主臂的形状。5.6.2车门开启限位角（要求60°-70°）与门的宽度有关，门越宽设计的角度可以越小。5.6.3限位器与铰链的关系。限位器旋转轴线与铰链轴线应平行；限位器在高度方向上的布置应尽量布置在上、下铰链中间的位置上或向下偏移一段距离；限位器旋转中心线与铰链中心线到主臂的垂直距离最好大于60mm，根据这个可以得出限位器的旋转中心范围，然后运动校核得出最佳位置。限位器限位角度比车门铰链最大开启角度小3-5度。但做车门断面分析时应当以车门铰链最大开启角度考虑（假定限位器失效的状况下）。5.6.4限位器限位位置的确定。为乘客安全，选定能自如上下车的限位位置（指二级限位）；在狭窄的地方停车时，为了乘客上下车便利，增加一级限位.现代设计趋势一般车型均采用两挡限位，部分车型还有三挡限位。限位器盒安装面和门内板有2度以上的夹角；A、B柱和限位器盒的安装面角度一致。5.6.5限位器力矩设计。考虑开关门力，确定适当的限位器力矩：对于车门设计而言，限位器的力矩大小直接影响到开闭门顺畅性，开闭门不顺畅是顾客一个大的不满意项.开启力以35N+5N比较合适。5.6.6为避免在斜坡及左右侧狭小空间的状况下，因为风力或车门自重而自动关闭，需选定合适的扭矩（20%〜30%斜坡试验）5.6.7考虑到门铰链调整公差及周围部件的装配公差，要确保与车门外