基于《汽車(chē)門(mén)鎖及車(chē)門(mén)保持件的性能要求和試驗(yàn)方法》的相關(guān)研究

周福榮　張蕾

【摘 要】根據(jù)《汽車(chē)門(mén)鎖及車(chē)門(mén)保持件的性能要求和試驗(yàn)方法》，在有限元分析理論指導(dǎo)下，以具體車(chē)型為原型，建立了車(chē)身結(jié)構(gòu)的有限元模型，對(duì)滑動(dòng)門(mén)保持件性能進(jìn)行分析，并與實(shí)車(chē)試驗(yàn)相結(jié)合，總結(jié)出影響其性能的關(guān)鍵部件，并提出了改進(jìn)方案，提升了滑動(dòng)門(mén)系統(tǒng)性能，降低了整車(chē)開(kāi)發(fā)成本。

【關(guān)鍵詞】滑動(dòng)門(mén);車(chē)門(mén)保持件;試驗(yàn)

【中圖分類(lèi)號(hào)】U463 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）09-0120-02

1 背景

近年來(lái)，隨著汽車(chē)保有量的增加，汽車(chē)的被動(dòng)安全性能逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。滑動(dòng)門(mén)是商用車(chē)的重要組成部分，為了確保乘員在車(chē)輛發(fā)生意外情況時(shí)不會(huì)被甩出車(chē)外導(dǎo)致二次傷害，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 15086—2013[1]對(duì)滑動(dòng)門(mén)保持件性能提出了強(qiáng)制要求，所以提高滑動(dòng)門(mén)保持件的性能并驗(yàn)證其性能是否滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為重要[2]。

2 原型車(chē)有限元分析模型結(jié)果及改進(jìn)方案

應(yīng)用有限元前處理軟件Hypermesh[3]，建立包含原型車(chē)左側(cè)車(chē)身、滑動(dòng)門(mén)及車(chē)門(mén)保持件的有限元模型，進(jìn)行仿真分析，開(kāi)口位置及加載塊位置如圖1所示，原型車(chē)仿真結(jié)果與量產(chǎn)車(chē)的仿真結(jié)果見(jiàn)表1。

（1）原型車(chē)的上部開(kāi)口數(shù)值在試驗(yàn)要求以?xún)?nèi)，但是遠(yuǎn)高于某量產(chǎn)車(chē)，該量產(chǎn)車(chē)實(shí)車(chē)試驗(yàn)上部開(kāi)口70 mm，下部開(kāi)口65 mm，分析認(rèn)為原型車(chē)該處實(shí)車(chē)試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)較高;原型車(chē)的下部開(kāi)口數(shù)值在試驗(yàn)要求以?xún)?nèi)，且與某量產(chǎn)車(chē)相當(dāng)，分析認(rèn)為原型車(chē)該處實(shí)車(chē)試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)小。

（2）原型車(chē)的B/C柱加載塊位移均在試驗(yàn)要求以?xún)?nèi)，且均小于某量產(chǎn)車(chē)，分析認(rèn)為原型車(chē)實(shí)車(chē)試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)小。

根據(jù)仿真結(jié)果及實(shí)車(chē)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，從以下3個(gè)方面改進(jìn)原型車(chē)部件，減小滑動(dòng)門(mén)上部開(kāi)口數(shù)。方案1：調(diào)整側(cè)門(mén)后鎖與中導(dǎo)軌的距離，后鎖布置向下移動(dòng)10 mm;方案2：增加側(cè)圍的門(mén)鎖加強(qiáng)板板厚，由1.0 mm增加到1.4 mm;方案3：減小側(cè)門(mén)中走輪臂板厚，由1.5 mm減薄至1.2 mm，螺母板增厚至1.5 mm。

對(duì)以上3個(gè)方案進(jìn)行仿真分析，結(jié)果及影響如下。

方案1：調(diào)整側(cè)門(mén)后鎖與中導(dǎo)軌的距離，后鎖布置向下移動(dòng)10 mm。仿真結(jié)果（見(jiàn)表2）顯示，該方案滑動(dòng)門(mén)上部開(kāi)口和下部開(kāi)口均與某量產(chǎn)車(chē)相當(dāng);B/C柱加載塊位移均在試驗(yàn)要求以?xún)?nèi)，且均小于某量產(chǎn)車(chē);垂直剛度也滿(mǎn)足相關(guān)指標(biāo)，理論上滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

方案1影響：后側(cè)門(mén)門(mén)鎖安裝點(diǎn)完全變更，側(cè)圍外板鎖扣安裝點(diǎn)完全變更，側(cè)圍外板匹配面完全變更，費(fèi)用成本和模具整改時(shí)間成本巨大。

方案2：增加側(cè)圍的門(mén)鎖加強(qiáng)板板厚，由1.0 mm增加到1.4 mm。

仿真結(jié)果（見(jiàn)表3）顯示，該方案滑動(dòng)門(mén)上部開(kāi)口與某量產(chǎn)車(chē)相差較小，下部開(kāi)口均與某量產(chǎn)車(chē)相當(dāng);B/C柱加載塊位移均在試驗(yàn)要求以?xún)?nèi)，且均小于某量產(chǎn)車(chē);垂直剛度也滿(mǎn)足相關(guān)指標(biāo)，理論上滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

方案2影響：側(cè)圍門(mén)鎖及窗框加強(qiáng)板板厚調(diào)整，單件重量增加0.5 kg，零件成本及模具整改時(shí)間影響較大。

方案3：減小側(cè)門(mén)中走輪臂板厚，由1.5 mm減薄至1.2 mm，螺母板增厚至1.5 mm。

仿真結(jié)果（見(jiàn)表4）顯示，該方案滑動(dòng)門(mén)上部開(kāi)口和下部開(kāi)口均與某量產(chǎn)車(chē)相當(dāng);B/C柱加載塊位移均在試驗(yàn)要求以?xún)?nèi)，且均小于某量產(chǎn)車(chē);垂直剛度也滿(mǎn)足相關(guān)指標(biāo)，理論上滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

方案3影響：中走輪臂加強(qiáng)板和螺母板板厚調(diào)整，單件重量減小0.15 kg，零件成本降低，模具整改時(shí)間影響較小。

對(duì)比以上3個(gè)方案的仿真結(jié)果，所有方案對(duì)滑動(dòng)門(mén)的上部/下部開(kāi)口尺寸均有改善，B/C柱加載塊位移也均在試驗(yàn)要求范圍以?xún)?nèi)。在保證產(chǎn)品性能的前提下，對(duì)以上方案的零件互換性、成本和模具整改周期進(jìn)行評(píng)估，選定方案3作為最終可行性方案。

按照方案3改進(jìn)零件進(jìn)行實(shí)車(chē)摸底試驗(yàn)，實(shí)車(chē)上部開(kāi)口60 mm，下部開(kāi)口65 mm，B柱加載塊位移189 mm，C柱加載塊位移192 mm，實(shí)車(chē)驗(yàn)證可行。

3 總結(jié)

根據(jù)以上3個(gè)方案的仿真結(jié)果及實(shí)車(chē)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，滑動(dòng)門(mén)的上部/下部開(kāi)口與中部走輪臂加強(qiáng)板有很高的關(guān)聯(lián)性，側(cè)圍的窗框及門(mén)鎖加強(qiáng)板與開(kāi)口尺寸有一定關(guān)聯(lián)性，且板厚與開(kāi)口大小不是線(xiàn)性關(guān)系，一定程度上減小門(mén)上加強(qiáng)板板厚可以減小開(kāi)口尺寸;此外，門(mén)鎖與導(dǎo)軌的布置與開(kāi)口尺寸有一定關(guān)聯(lián)性，最終選定的方案3既滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求又降低整車(chē)重量，節(jié)省了開(kāi)發(fā)成本，為后續(xù)滑動(dòng)門(mén)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)提供了有效的借鑒。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]GB 15086—2013，汽車(chē)門(mén)鎖及車(chē)門(mén)保持件的性能要求和試驗(yàn)方法[S].

[2]惠東方.汽車(chē)滑動(dòng)門(mén)及保持件性能分析和試驗(yàn)研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2017.

[3]譚繼錦.汽車(chē)有限元法[M].北京：人民交通出版社，2005.