基于《汽車門鎖及車門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)《汽車門鎖及車門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，以具體車型為原型，建立了車身結(jié)構(gòu)的有限元模型，對(duì)滑動(dòng)門保持件性能進(jìn)行分析，并與實(shí)車試驗(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)門系統(tǒng)性能，降低了整車開發(fā)成本。

【關(guān)鍵詞】滑動(dòng)門;車門保持件;試驗(yàn)

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

2 原型車有限元分析模型結(jié)果及改進(jìn)方案

應(yīng)用有限元前處理軟件Hypermesh[3]，建立包含原型車左側(cè)車身、滑動(dòng)門及車門保持件的有限元模型，進(jìn)行仿真分析，開口位置及加載塊位置如圖1所示，原型車仿真結(jié)果與量產(chǎn)車的仿真結(jié)果見表1。

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

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

根據(jù)仿真結(jié)果及實(shí)車開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，從以下3個(gè)方面改進(jìn)原型車部件，減小滑動(dòng)門上部開口數(shù)。方案1：調(diào)整側(cè)門后鎖與中導(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（見表2）顯示，該方案滑動(dòng)門上部開口和下部開口均與某量產(chǎn)車相當(dāng);B/C柱加載塊位移均在試驗(yàn)要求以內(nèi)，且均小于某量產(chǎn)車;垂直剛度也滿足相關(guān)指標(biāo)，理論上滿足設(shè)計(jì)要求。

方案1影響：后側(cè)門門鎖安裝點(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)圍的門鎖加強(qiáng)板板厚，由1.0 mm增加到1.4 mm。

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

方案2影響：側(cè)圍門鎖及窗框加強(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（見表4）顯示，該方案滑動(dòng)門上部開口和下部開口均與某量產(chǎn)車相當(dāng);B/C柱加載塊位移均在試驗(yàn)要求以內(nèi)，且均小于某量產(chǎn)車;垂直剛度也滿足相關(guān)指標(biāo)，理論上滿足設(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)門的上部/下部開口尺寸均有改善，B/C柱加載塊位移也均在試驗(yàn)要求范圍以內(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)車摸底試驗(yàn)，實(shí)車上部開口60 mm，下部開口65 mm，B柱加載塊位移189 mm，C柱加載塊位移192 mm，實(shí)車驗(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)車試驗(yàn)結(jié)果可以看出，滑動(dòng)門的上部/下部開口與中部走輪臂加強(qiáng)板有很高的關(guān)聯(lián)性，側(cè)圍的窗框及門鎖加強(qiáng)板與開口尺寸有一定關(guān)聯(lián)性，且板厚與開口大小不是線性關(guān)系，一定程度上減小門上加強(qiáng)板板厚可以減小開口尺寸;此外，門鎖與導(dǎo)軌的布置與開口尺寸有一定關(guān)聯(lián)性，最終選定的方案3既滿足設(shè)計(jì)要求又降低整車重量，節(jié)省了開發(fā)成本，為后續(xù)滑動(dòng)門項(xiàng)目開發(fā)提供了有效的借鑒。

參 考 文 獻(xiàn)

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

[2]惠東方.汽車滑動(dòng)門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.汽車有限元法[M].北京：人民交通出版社，2005.