乘用車側(cè)門抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)操作方法及研究

摘 要：文章對(duì)車輛側(cè)門抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)操作方法進(jìn)行了詳盡的解讀，試驗(yàn)適用于車門靜壓強(qiáng)度的GB 15743、FMVSS 214、GSO 40等標(biāo)準(zhǔn)，主要針對(duì)FMVSS 214等試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)操作程序及其技術(shù)要求等進(jìn)行分析和討論，對(duì)側(cè)門數(shù)型進(jìn)行優(yōu)化提供參考，為國(guó)產(chǎn)車型完成側(cè)門抗壓強(qiáng)度認(rèn)證提供支持。

關(guān)鍵詞：側(cè)門；抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)；FMVSS 214；側(cè)門數(shù)型優(yōu)化

1 概述

對(duì)于汽車車身質(zhì)量而言，側(cè)門抗壓強(qiáng)度是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)，可以提高汽車的被動(dòng)安全性。對(duì)于汽車側(cè)門而言，主要是指?jìng)?cè)門整體的強(qiáng)度以及車門外板的抗凹剛度兩項(xiàng)抗壓強(qiáng)度指標(biāo)。通常我們所指的整個(gè)側(cè)門的擠壓強(qiáng)度，都是在準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)條件下研究得出的。側(cè)門結(jié)構(gòu)擠壓強(qiáng)度越高，抗壓性能越好，車內(nèi)乘員就越安全。如果側(cè)門部件的擠壓強(qiáng)度低，在遭受外力的強(qiáng)烈擠壓時(shí)， 側(cè)門會(huì)發(fā)生大的變形和位移，從而傷害車內(nèi)乘員。

文章以汽車側(cè)門抗壓強(qiáng)度為研究對(duì)象，講解側(cè)門抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)操作方法以及實(shí)驗(yàn)分析，為國(guó)產(chǎn)車型完成側(cè)門抗壓強(qiáng)度認(rèn)證提供參考和支持。

2 側(cè)門抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)操作方法

2.1 常見(jiàn)側(cè)門抗壓強(qiáng)度法規(guī)介紹

最早制定側(cè)門強(qiáng)度法規(guī)的國(guó)家是美國(guó)， 于1973 年頒布了FMVSS 214側(cè)面碰撞乘員保護(hù)法規(guī)。目前相關(guān)側(cè)門強(qiáng)度的法規(guī)有三個(gè)：美國(guó)機(jī)動(dòng)工程師協(xié)會(huì)的SAE J367-Passenger Car Door System Crush Test Procedure、FMVSS 214-Side Impact Protection和我國(guó)的GB 15743-1995轎車側(cè)門強(qiáng)度法規(guī)。

2.2 側(cè)門抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)基礎(chǔ)操作規(guī)程

2.2.1試驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

試驗(yàn)適用于車門靜壓強(qiáng)度的GB 15743、FMVSS 214、GSO 40等標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 檢查試驗(yàn)樣件

檢查完試驗(yàn)臺(tái)后，需要對(duì)樣件也進(jìn)行檢測(cè)。檢查樣件的外觀狀態(tài)是否完好，同時(shí)根據(jù)樣件的外觀形態(tài)需確定好其固定方式，需注意的是整車必須先拆除車輪才能固定進(jìn)行試驗(yàn)（圖1所示）。

2.2.3 確定車輛的加載狀態(tài)

當(dāng)樣件放到支撐夾具上后，需通過(guò)測(cè)量支撐高度和支點(diǎn)距離來(lái)確定車輛的傾角與俯仰角度，即車輛的加載狀態(tài)。

2.2.4 劃線

車門鎖好，車窗升至頂部，在車身的顯著位置劃出縱向?qū)ΨQ線，按照相應(yīng)要求同時(shí)劃出距離車門低端127mm的水平線（與設(shè)備加載裝置下邊線重合）和該水平線被車門輪廓截取線段的中點(diǎn)，然后過(guò)該點(diǎn)劃出鉛垂線在車門上的投影線。

2.2.5 確定加載頭的高度

根據(jù)畫出的加載最低水平線到車窗的距離確定加載頭的高度（加載頭頂端表面高出車門車窗底部邊緣至少13mm）

2.2.6 標(biāo)記受力部位

根據(jù)車門結(jié)構(gòu)特征，可以得出受力部位包括加強(qiáng)筋、鉸鏈、門鎖等，試驗(yàn)之前這些部位需要進(jìn)行標(biāo)記處理。

2.2.7 固定車身

車身固定在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中屬于比較重要的環(huán)節(jié)，可以分為以下幾步：

a.調(diào)節(jié)車身使它與設(shè)備平行，并且要使車門上白膠帶與加載頭的中心線重合；

b.在四個(gè)基礎(chǔ)支撐上先固定四個(gè)張緊器，四個(gè)張緊器左右對(duì)稱并且同時(shí)張緊；

c.安裝固定兩個(gè)縱梁側(cè)擋，位置為貼緊前后軸附近的車身縱梁；

d.加載側(cè)B柱下方需要固定一個(gè)支撐同時(shí)可以起到側(cè)擋作用；

e.非加載側(cè)前中后各固定三個(gè)支撐同時(shí)也起到側(cè)擋作用；

f.在前機(jī)蓋部位平坦處與后背箱上方平坦處各取一處分別安裝一套車身固定裝置，需要注意的是壓緊裝置與車身中間應(yīng)覆蓋一層橡膠。

2.2.8 加載位移監(jiān)控

目前試驗(yàn)運(yùn)用的主要有兩種方法，一種是在車身非加載側(cè)固定一個(gè)百分表以便于監(jiān)控車身在加載方向是否有位移，另外一種則是在車身非加載側(cè)固定鉛錘監(jiān)控位移。

3 側(cè)門抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果研究分析

3.1 試驗(yàn)結(jié)果

在側(cè)門抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)中，可以觀察側(cè)門的變形量和接載荷形變-時(shí)間曲線來(lái)評(píng)價(jià)側(cè)門的耐擠壓性能，通過(guò)往常試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)結(jié)果。

按照國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，擠壓力分析包括三個(gè)過(guò)程：

（1）初始擠壓力——在0-152mm擠壓距離上使車門產(chǎn)生變形的平均力；

（2）中間擠壓力——在0-305mm擠壓距離上使車門產(chǎn)生變形的平均力；

（3）最大擠壓力——在 457mm 擠壓距離上記錄到的最大力。

3.2 試驗(yàn)分析

在側(cè)門抗壓試驗(yàn)中，防撞梁和側(cè)門加強(qiáng)板是主要的承力部件，針對(duì)防撞梁和加強(qiáng)板可以做出以下三個(gè)優(yōu)化方法：

方法一：將防撞梁上移25mm、安裝支架上移25mm，同時(shí)防撞梁逆時(shí)針繞中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)5度。

方案二：將防撞梁上移55mm、安裝支架上移55mm，同時(shí)防撞梁逆時(shí)針繞中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)10度。

方案三：將側(cè)門內(nèi)外加強(qiáng)板通過(guò)增加加強(qiáng)筋的方法增加剛度。

三種方案通過(guò)有軟件仿真計(jì)算及限元模擬分析，優(yōu)化前、后的接觸力曲線進(jìn)行比較分析結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，調(diào)整防撞梁的安裝位置可以改變車門的抗擠壓能力；而對(duì)側(cè)門外板和內(nèi)板加強(qiáng)板進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)（優(yōu)化方案3），也可以提高側(cè)門的抗壓能力，但效果不明顯。

4 結(jié)束語(yǔ)

側(cè)門抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)每一步驟都非常重要，環(huán)環(huán)相扣，試驗(yàn)結(jié)果也非常精確。我們可以有效的利用實(shí)驗(yàn)過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果結(jié)合電腦仿真模擬軟件為對(duì)側(cè)門數(shù)型進(jìn)行優(yōu)化提供參考，為國(guó)產(chǎn)車型完成側(cè)門抗壓強(qiáng)度認(rèn)證提供參考和支持，為汽車行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

參考文獻(xiàn)

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