畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-轎車(chē)車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)與碰撞分析管理資料

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-轎車(chē)車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)與碰撞分析摘要車(chē)門(mén)是車(chē)身結(jié)構(gòu)中一個(gè)較復(fù)雜的總成。隨著社會(huì)的發(fā)展和汽車(chē)工業(yè)的繁榮，汽車(chē)作為一種交通工具，在人們生活中起著舉足輕重的作用。汽車(chē)車(chē)身是整車(chē)的重要組成部分，而車(chē)門(mén)作為車(chē)身的一個(gè)重要組成部分，又發(fā)揮著它所特定的功能。因而對(duì)車(chē)門(mén)也有特定的要求，如開(kāi)關(guān)方便，玻璃升降方便、具有良好的密封、制造工藝性好等。由此可見(jiàn)，車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)車(chē)身乃至整車(chē)都有重大的影響。本文運(yùn)用CATIA軟件進(jìn)行車(chē)門(mén)各系統(tǒng)總成的設(shè)計(jì)與安裝布置，并詳細(xì)對(duì)防撞梁的耐撞性、抗彎性進(jìn)行分析，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。運(yùn)用LS－DYNA軟件建立側(cè)面碰撞有限元模型，根據(jù)C-NCAP側(cè)面碰撞法規(guī)要求，進(jìn)行側(cè)面碰撞CAE仿真模擬，為進(jìn)一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：車(chē)門(mén)；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；側(cè)面碰撞；計(jì)算機(jī)模擬AbstractCarbodydoorisamorecomplexinthebodystructure.Withthedevelopmentofsocietyandtheprosperityoftheautoindustry,automobileasatraffictool,inpeoplelifeplaysanimportantrole.Thecarbodyisanimportantpartofthewholevehicle,andthedoorsasanimportantpartofthecarbody,andplaywithspecificfunctions.Soonthedooralsohavespecificrequirements,suchasswitchingconvenient,glassliftconvenient,withgoodsealing,manufacturingtechnology.Therefore,thedoorsofbodystructuredesignandthevehiclehassignificantinfluence.TheuseofsoftwareforeachsystemCATIAthedoorofthedesignandinstallationarrangementanddetailedtoguardagainstthebeamsofthestaminatorun,bentonanalysis,andtooptimizetheuseofitsstructure.ThefinitemodelforacertainautomobilewascreatedwiththesoftwareLS-DYNA.AccordingtotheC-NCAPsideimpactrulesthesimulationanalysiswasfinished，anditestablishedthefoundationforfurtherstructureoptimization.Topicwords：Cardoor；Structure；Design；sideimpact；computersimulation目錄第一章緒論 1車(chē)門(mén)研究的內(nèi)容和意義 1汽車(chē)CAE技術(shù) 2CAE技術(shù)簡(jiǎn)介 2CAE技術(shù)在汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的作用 2第二章車(chē)門(mén)的總成設(shè)計(jì)和要求 3車(chē)門(mén)類(lèi)型的選擇 3車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的3D建模 4 5 6 7第三章車(chē)門(mén)附件的布置 8門(mén)鎖的布置 8窗框結(jié)構(gòu)確定及玻璃升降器布置 9窗框結(jié)構(gòu)的確定 9玻璃升降器的布置 10車(chē)門(mén)鉸鏈布置及運(yùn)動(dòng)校核 13 15 16 17限位器布置及運(yùn)動(dòng)校核 17 17限位器運(yùn)動(dòng)校核 18車(chē)門(mén)的密封 19車(chē)門(mén)的密封 19、性能要求 20第四章防撞梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 21汽車(chē)防撞梁的對(duì)比選擇 21汽車(chē)防撞梁碰撞性能的評(píng)價(jià)參數(shù) 22汽車(chē)防撞梁的耐撞性分析 23防撞梁的抗彎性與結(jié)構(gòu)優(yōu)化 23改變防撞梁的高度 25改變截面料厚 30第五章側(cè)面碰撞仿真分析 35汽車(chē)側(cè)面碰撞國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 35國(guó)外研究現(xiàn)狀 35國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 36C-NCAP側(cè)面碰撞測(cè)試方法 36側(cè)面碰撞試驗(yàn)條件 36仿真分析模型建立 37整車(chē)側(cè)面碰撞仿真模型建立 37仿真實(shí)例 38第六章結(jié)論 42參考文獻(xiàn) 43致謝 44附錄 45第一章緒論車(chē)門(mén)研究的內(nèi)容和意義隨著社會(huì)的發(fā)展和汽車(chē)工業(yè)的繁榮，汽車(chē)作為一種交通工具，在人們生活中起著舉足輕重的作用。汽車(chē)車(chē)身是整車(chē)的重要組成部分，而車(chē)門(mén)作為車(chē)身的一個(gè)重要組成部分，又發(fā)揮著它所特定的功能。車(chē)門(mén)的結(jié)構(gòu)型式很多，有旋轉(zhuǎn)門(mén)，拉門(mén)，折疊門(mén)和外擺式車(chē)門(mén)。后兩者主要用于大客車(chē)上。各類(lèi)車(chē)的駕駛員專(zhuān)用門(mén)，貨車(chē)及轎車(chē)車(chē)門(mén)，大多采用旋轉(zhuǎn)門(mén)，開(kāi)門(mén)時(shí)旋轉(zhuǎn)方向可以是往前順開(kāi)門(mén)或往后逆開(kāi)門(mén)，順開(kāi)門(mén)在行車(chē)中比較安全。對(duì)車(chē)門(mén)的要求有：具有必要的開(kāi)度，并能使車(chē)門(mén)停在最大開(kāi)度，以保證上、下車(chē)方便。安全可靠，車(chē)門(mén)能鎖住，行車(chē)或撞車(chē)時(shí)車(chē)門(mén)不會(huì)自動(dòng)打開(kāi)。開(kāi)關(guān)方便，玻璃升降方便。具有良好的密封。具有足夠的剛度。不易變形下沉，行車(chē)時(shí)不振響。制造工藝性好，易于沖壓并便于安裝附件。外型上與整車(chē)協(xié)調(diào)。由此可見(jiàn)，車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)車(chē)身乃至整車(chē)都有重大的影響，隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加快，汽車(chē)工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，汽車(chē)巨頭們都在加緊新車(chē)型的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)設(shè)計(jì)制造技術(shù)基本成熟，新車(chē)型便主要體現(xiàn)在電子設(shè)備和車(chē)身造型的更新上。同時(shí)，為減少新車(chē)型的開(kāi)發(fā)成本、縮短新車(chē)型的開(kāi)發(fā)周期、提高新產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，全球各大汽車(chē)公司普遍實(shí)施了“平臺(tái)戰(zhàn)略”（PlatformStrategy，車(chē)身的開(kāi)發(fā)便是該戰(zhàn)略的主要組成部分。目前，在一種新車(chē)型的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中，40％的設(shè)計(jì)師和工程師是在從事與車(chē)身相關(guān)的開(kāi)發(fā)。車(chē)身與汽車(chē)電子一起己經(jīng)成為目前汽車(chē)整車(chē)產(chǎn)品中最活躍的因素。我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)同發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然落后很多，歸根結(jié)底就是因?yàn)檐?chē)身技術(shù)的相對(duì)落后。因此，要大力發(fā)展我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)關(guān)鍵就在于車(chē)身技術(shù)的發(fā)展。在新車(chē)型的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中，如何判斷車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的合理性及車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)態(tài)性能的優(yōu)劣，并對(duì)車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，是一項(xiàng)十分重要的工作。由于車(chē)門(mén)的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，用經(jīng)典力學(xué)方法很難得到精確的優(yōu)化解，為了能夠計(jì)算出車(chē)門(mén)的剛度和強(qiáng)度，往往對(duì)車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)進(jìn)行較多的假設(shè)和簡(jiǎn)化，計(jì)算模型只能構(gòu)造得非常簡(jiǎn)單，與實(shí)際的結(jié)構(gòu)形狀相差很大。汽車(chē)CAE技術(shù)CAE技術(shù)簡(jiǎn)介隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，產(chǎn)品在趨于多樣化、智能化的同時(shí)，會(huì)不可避免地趨于復(fù)雜化。對(duì)于復(fù)雜的工程，人們都希望能在產(chǎn)品生產(chǎn)以前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行精確試驗(yàn)、分析和論證，這些工作需要借助計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即CAEComputerAidedEngineering。CAE是一個(gè)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析、數(shù)據(jù)管理、試驗(yàn)、仿真和制造的綜合過(guò)程，關(guān)鍵是在三維實(shí)體建模的基礎(chǔ)上，從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段開(kāi)始，按實(shí)際條件進(jìn)行仿真和結(jié)構(gòu)分析，按性能要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和綜合評(píng)價(jià)，以便從多個(gè)方案中選擇最佳方案，或者直接進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。CAE技術(shù)主要包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容：1有限元法的主要對(duì)象是零件，包括結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度分析、非線性和熱場(chǎng)計(jì)算等內(nèi)容；2仿真技術(shù)的主要對(duì)象是分系統(tǒng)或系統(tǒng)，包括虛擬樣機(jī)、流場(chǎng)計(jì)算和電磁場(chǎng)計(jì)算等內(nèi)容；3優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要對(duì)象是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。在CAE技術(shù)中，有限元法FiniteElementMethod是運(yùn)用最成功，最廣泛的一種數(shù)值方法。它的核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化，就是將實(shí)際結(jié)構(gòu)假想地離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體。它將求解域看成是許多稱(chēng)為有限元的小的互相連接的子域單元組成，對(duì)每一單元假定一個(gè)合適的較簡(jiǎn)單的近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域的總的滿足條件的解，從而得到問(wèn)題的解。目前用于有限元分析的軟件很多，如ADINA、PATRAN、NASTRAN、LDEAS、ANSYS等。CAE技術(shù)在汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的作用實(shí)踐證明，應(yīng)用有限元法對(duì)整車(chē)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期對(duì)其剛度和強(qiáng)度有充分認(rèn)識(shí)，，節(jié)省大量的試驗(yàn)和生產(chǎn)費(fèi)用，是提高產(chǎn)品可靠性、既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的方法之一。它在汽車(chē)設(shè)計(jì)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的直用使得汽車(chē)在輕量化、舒適性和操縱穩(wěn)定性方面得到改進(jìn)和提高。第二章車(chē)門(mén)的總成設(shè)計(jì)和要求車(chē)門(mén)類(lèi)型的選擇車(chē)門(mén)是車(chē)身上相對(duì)獨(dú)立的總成，與車(chē)身組成一個(gè)有機(jī)的整體。因此，在車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)要素的完整統(tǒng)一和與車(chē)身其它相關(guān)要素的協(xié)調(diào)匹配。車(chē)門(mén)有多種類(lèi)型（表2－1）。不同類(lèi)型的車(chē)門(mén)可分為車(chē)門(mén)本體、車(chē)門(mén)附件兩部分。車(chē)門(mén)本體屬白車(chē)身范疇，指作為一個(gè)整體涂漆、未裝備狀態(tài)的飯金焊接總成，包括車(chē)門(mén)內(nèi)外板、加強(qiáng)板和窗框等，是實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)整體造型效果、強(qiáng)度、剛度及附件安裝的基礎(chǔ)框架。而附件則是為滿足車(chē)門(mén)的各項(xiàng)功能要求，在白車(chē)身上裝配的零件及總成，其中包括車(chē)門(mén)鎖、鉸鏈、限位器、玻璃、拉手、操縱鈕、出風(fēng)口、密封件及內(nèi)外裝飾件等，另外還有一些其它的在車(chē)門(mén)上裝備的附件，如煙灰盒、揚(yáng)聲器、放物袋、限位塊和行程開(kāi)關(guān)等。車(chē)門(mén)的基本結(jié)構(gòu)。表2－1車(chē)門(mén)分類(lèi)分類(lèi)方式 類(lèi)型 特點(diǎn)及常用車(chē)型開(kāi)啟方式 旋轉(zhuǎn)門(mén) 用于大多數(shù)汽車(chē)折疊門(mén) 多用于客車(chē)?yán)T(mén) 多用于輕型客車(chē)結(jié)構(gòu) 整體式車(chē)門(mén) 剛度好、質(zhì)量高、隨形性好分體式車(chē)門(mén) 鈑金件減小、材料利用率高、視野性能好窗框 有窗框車(chē)門(mén) 用于大多數(shù)汽車(chē)、可為獨(dú)立窗框或整體式車(chē)門(mén)無(wú)窗框車(chē)門(mén) 敞篷車(chē)、硬頂車(chē)、運(yùn)動(dòng)車(chē)使用旋轉(zhuǎn)方式 逆開(kāi)門(mén) 較少采用，僅為方便上、下車(chē)順開(kāi)門(mén) 安全性好，車(chē)門(mén)誤開(kāi)時(shí)，不會(huì)因?yàn)闅饬髯饔么甸_(kāi)門(mén)，較常用上開(kāi)門(mén) 用于轎車(chē)和輕型車(chē)的背門(mén)，也用于低矮的汽車(chē)根據(jù)整車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)對(duì)車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的要求，采用輕量化設(shè)計(jì)、保證良好的視野性等因素，應(yīng)當(dāng)選擇分體式結(jié)構(gòu)。由于滾壓窗框車(chē)門(mén)降低模具難度和成本，極大提高材料利用率，而且門(mén)框細(xì)而均勻，有更大范圍的視野。所以，本次設(shè)計(jì)采用的是分體式液壓窗框車(chē)門(mén)。車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的3D建模左車(chē)門(mén)由鈑金焊接總成、附件及內(nèi)飾構(gòu)成?？偝蓸?gòu)成如下表2－2所示：表2－2左車(chē)門(mén)構(gòu)成左車(chē)門(mén)構(gòu)成鈑金焊接總成 附件 內(nèi)飾左前門(mén)焊接總成 左前車(chē)門(mén)玻璃總成 左前車(chē)門(mén)內(nèi)護(hù)板總成左前門(mén)外板 左前車(chē)門(mén)玻璃升降器總成 左前車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)飾板左前門(mén)里板焊接總成 左前車(chē)門(mén)鎖總成 左前車(chē)門(mén)內(nèi)開(kāi)手柄護(hù)罩左前門(mén)里板 左前車(chē)門(mén)內(nèi)開(kāi)手總成 左前車(chē)門(mén)上飾板總成前門(mén)鉸鏈安裝板總成 左前車(chē)門(mén)外開(kāi)手總成 左前門(mén)鉸鏈加強(qiáng)板 左前車(chē)門(mén)內(nèi)擋水條 左前門(mén)門(mén)鎖加強(qiáng)板 左前車(chē)門(mén)外擋水條 左車(chē)門(mén)窗框總成 前車(chē)門(mén)鎖扣總成 左前門(mén)防撞桿 前門(mén)鉸鏈總成 左車(chē)門(mén)窗沿內(nèi)加強(qiáng)板 前車(chē)門(mén)限位器總成 左車(chē)門(mén)窗沿外加強(qiáng)板 前車(chē)門(mén)洞密封條總成 左車(chē)門(mén)拉手盒支架 左前車(chē)門(mén)防水膜總成 前車(chē)門(mén)鎖機(jī)構(gòu)螺母板總成 左外后視鏡 左前車(chē)門(mén)密封條總成 根據(jù)以上車(chē)門(mén)的構(gòu)成，基于CATIA軟件完成車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)的一些相關(guān)要求。主要通過(guò)CATIA中的零部件設(shè)計(jì)模塊、曲面模塊和DMU模塊對(duì)車(chē)門(mén)進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真及運(yùn)動(dòng)校核，其結(jié)構(gòu)圖如下。圖2－1左車(chē)門(mén)構(gòu)成表2－3左車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)零件序號(hào) 級(jí)次 3 左前門(mén)焊接總成1 4 左前門(mén)外板4 左前門(mén)里板焊接總成2 5 左前門(mén)里板3 5 前門(mén)鉸鏈安裝板總成4 5 左前門(mén)鉸鏈加強(qiáng)板5 5 左前門(mén)門(mén)鎖加強(qiáng)板6 5 左車(chē)門(mén)窗框總成7 5 左前門(mén)防撞桿8 5 左車(chē)門(mén)窗沿內(nèi)加強(qiáng)板9 5 左車(chē)門(mén)窗沿外加強(qiáng)板10 5 左車(chē)門(mén)拉手盒支架11 5 前車(chē)門(mén)鎖機(jī)構(gòu)螺母板總成圖2－2附件結(jié)構(gòu)圖表2－4左車(chē)門(mén)附件結(jié)構(gòu)零件序號(hào) 1 左前車(chē)門(mén)玻璃總成2 左前車(chē)門(mén)玻璃升降器總成3 左前車(chē)門(mén)鎖總成4 左前車(chē)門(mén)內(nèi)開(kāi)手總成5 左前車(chē)門(mén)外開(kāi)手總成6 左前車(chē)門(mén)內(nèi)擋水條7 左前車(chē)門(mén)外擋水條8 前車(chē)門(mén)鎖扣總成9 前門(mén)鉸鏈總成10 前車(chē)門(mén)限位器總成11 左前車(chē)門(mén)密封條總成12 前車(chē)門(mén)洞密封條總成13 左外后視鏡圖2－2內(nèi)飾結(jié)構(gòu)圖表2－5左車(chē)門(mén)內(nèi)飾結(jié)構(gòu)零件序號(hào) 1 左前車(chē)門(mén)內(nèi)護(hù)板總成2 左前車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)飾板3 左前車(chē)門(mén)內(nèi)開(kāi)手柄護(hù)罩4 左前車(chē)門(mén)上飾板總成第三章車(chē)門(mén)附件的布置門(mén)鎖的布置門(mén)鎖裝置主要由鎖體、內(nèi)開(kāi)機(jī)構(gòu)、外開(kāi)機(jī)構(gòu)、鎖止機(jī)構(gòu)、擋塊、定位器和緩沖器等部分組成。設(shè)計(jì)時(shí)，車(chē)門(mén)門(mén)鎖裝置應(yīng)滿足輕便、安全、鎖止和強(qiáng)度等方面的要求。如圖3－1所示，車(chē)門(mén)鎖安裝在車(chē)門(mén)鈑金上，鎖扣固定在車(chē)身側(cè)圍上，鎖扣穿過(guò)車(chē)門(mén)內(nèi)板與鎖本體嚙合。鎖扣與鎖本體的布置，需要參考鉸鏈軸線，嚙合時(shí)鎖扣垂直嚙合到鎖體內(nèi)。鉸鏈中心線確定后，車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)軌跡即可確定，運(yùn)動(dòng)校核須檢驗(yàn)車(chē)門(mén)周邊與門(mén)洞是否干涉，特別是車(chē)門(mén)前端是否與前立柱干涉，并依此確定車(chē)門(mén)的開(kāi)度。與門(mén)鎖機(jī)構(gòu)相關(guān)的運(yùn)動(dòng)件很多，有內(nèi)外手柄、內(nèi)鎖按鈕、鎖芯、鎖體、鎖環(huán)及其相應(yīng)的聯(lián)桿等，它們的正確安裝、使用、彼此干涉情況對(duì)車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的影響和制約較大，也是車(chē)門(mén)布置設(shè)計(jì)的重要步驟。圖3－1門(mén)鎖系統(tǒng)布置圖功能要求：車(chē)門(mén)外開(kāi)閉鎖功能及防誤鎖功能，有全鎖和半鎖兩檔位置，在鎖止?fàn)顟B(tài)下，內(nèi)外手柄打不開(kāi)車(chē)門(mén)，開(kāi)鎖時(shí)，車(chē)內(nèi)用按鈕，車(chē)外用鑰匙，有的也設(shè)計(jì)保險(xiǎn)鎖；開(kāi)閉耐久性10×105次；承受縱橫向載荷能力，全鎖時(shí)：縱向11110N，橫向8890N，半鎖時(shí)縱向4450N，橫向4450N；互開(kāi)率：1000種不同鑰匙牙花數(shù)以上；耐慣性力：全鎖狀態(tài)承受3g加速度作用。窗框結(jié)構(gòu)確定及玻璃升降器布置窗框結(jié)構(gòu)、玻璃形狀的確定及玻璃升降器的布置，是車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重要內(nèi)容。窗框結(jié)構(gòu)的確定窗框結(jié)構(gòu)和車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)形式不同，相應(yīng)的窗框結(jié)構(gòu)形式也不同。本次設(shè)計(jì)應(yīng)選用液壓式窗框。液壓式窗框結(jié)構(gòu)如下圖3－2。圖3－2窗框結(jié)構(gòu)圖表3－1左車(chē)門(mén)窗框結(jié)構(gòu)零件序號(hào) 左車(chē)門(mén)窗框總成1 左車(chē)門(mén)上窗框2 左車(chē)門(mén)前窗框3 左車(chē)門(mén)前窗框下支架左車(chē)門(mén)后窗框總成4 左車(chē)門(mén)后窗框內(nèi)板5 左車(chē)門(mén)后窗框外板6 左車(chē)門(mén)后視鏡安裝板對(duì)液壓式窗框的要求:1）保證前后導(dǎo)軌平行；2）作預(yù)彎處理。玻璃升降器的布置汽車(chē)玻璃升降器結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)我國(guó)于1981年推行了JB2882?8l《載重汽車(chē)用玻璃升降器技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)，在此標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國(guó)汽車(chē)玻璃升降器的制造使用及檢測(cè)情況，并參照國(guó)際上有關(guān)的先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)及數(shù)據(jù)，修改制定了汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T29026--91《汽車(chē)用玻璃升降器試驗(yàn)方法》和QC/T29027?91《汽車(chē)用玻璃升降器技術(shù)條件》，并于1991年頒布實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于汽車(chē)玻璃升降器的基本技術(shù)性能及測(cè)試方法作了明確的規(guī)定。由于目前我國(guó)大量使用的主要為臂式玻璃升降器，其它類(lèi)型特別是柔式玻璃升降器尚缺乏有關(guān)的技術(shù)資料和技術(shù)數(shù)據(jù)，故上述標(biāo)準(zhǔn)僅適用于臂式玻璃升降器。由于臂式玻璃升降器制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低，目前我國(guó)80％左右的汽車(chē)玻璃升降器采用臂式玻璃升降器。而柔式玻璃升降器從平穩(wěn)性、運(yùn)動(dòng)阻力來(lái)說(shuō)大大優(yōu)于前者結(jié)構(gòu)更緊湊，且安裝和布置都較為方便，但目前我國(guó)關(guān)于柔式升降器尚無(wú)正式的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。軟軸式玻璃升降器在世界各種中高檔車(chē)輛特別是轎車(chē)上已被大量采用，是一種比較先進(jìn)的玻璃升降器。近年來(lái)國(guó)內(nèi)的引進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)品，如重汽斯泰爾、北京切諾基和南京依維柯等均采用這種升降器。目前已在國(guó)內(nèi)一些汽配廠如北京汽車(chē)玻璃升降器廠、南汽隨車(chē)工具廠、四川汽車(chē)廠附件廠等完成了有關(guān)軟軸式玻璃升降器的生產(chǎn)工藝的技術(shù)開(kāi)發(fā)引進(jìn)，可提供國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品。隨著其批量化生產(chǎn)水平的提高，亦可用于替代臂式玻璃升降器。由于汽車(chē)結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)、制造成本、制造技術(shù)的要求，手動(dòng)推拉式的車(chē)窗調(diào)整機(jī)構(gòu)仍為許多車(chē)輛采用。目前臂式及手動(dòng)機(jī)械式玻璃升降器為主要使用類(lèi)型，柔式玻璃升降器的應(yīng)用尚限于引進(jìn)車(chē)型，而電動(dòng)式玻璃升降器應(yīng)用較少。電動(dòng)玻璃升降器在國(guó)外中高檔車(chē)上應(yīng)用已很普通，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、且國(guó)內(nèi)小型電機(jī)產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，故目前在我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)品中應(yīng)用尚少?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著我國(guó)汽車(chē)設(shè)計(jì)、制造水平的提高，電動(dòng)玻璃升降器將越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車(chē)產(chǎn)品。目前我國(guó)汽車(chē)玻璃升降器產(chǎn)品的主要發(fā)展方向：改進(jìn)產(chǎn)品制造質(zhì)量，提高使用可靠性；提高零件通用性；減小零件質(zhì)量，使結(jié)構(gòu)更加緊湊；提高軟軸式玻璃升降器生產(chǎn)水平。玻璃升降器的選擇玻璃升降器是車(chē)門(mén)上主要附件之一它帶動(dòng)玻璃上下運(yùn)動(dòng)占據(jù)門(mén)內(nèi)大量空間在選擇玻璃升降器時(shí)應(yīng)考慮以下因素車(chē)門(mén)造型特點(diǎn)車(chē)窗開(kāi)口大小玻璃形狀和安裝方式此外一般要求選擇的玻璃升降器最大行程比實(shí)際行程大些。現(xiàn)代汽車(chē)中最常用的玻璃升降器有交叉臂式升降器與繩輪升降器2種。交叉臂式升降器總體剛度好，對(duì)玻璃支撐區(qū)域?qū)?，玻璃上升、下降過(guò)程中穩(wěn)定性好，通過(guò)布置玻璃上升、下降過(guò)程蓄能裝置“平衡彈簧”可大大減少升降器滑動(dòng)配合面的接觸應(yīng)力，提高升降器的運(yùn)行壽命；缺點(diǎn)是運(yùn)行中受到側(cè)面因玻璃弧度引起交叉臂變形而產(chǎn)生的應(yīng)力增加了運(yùn)行阻力，且其本身質(zhì)量比繩輪升降器大。繩輪式升降器可以適應(yīng)玻璃弧面半徑小于2000mm的車(chē)型轎車(chē)為了美觀，玻璃弧面半徑或曲率半徑通常小于2000mm，運(yùn)行時(shí)噪聲低，主要元件是塑料件，占用金屬少、質(zhì)量輕，對(duì)減輕車(chē)門(mén)質(zhì)量和車(chē)門(mén)鉸鏈負(fù)擔(dān)有利；缺點(diǎn)是支撐玻璃區(qū)域窄，玻璃上升、下降時(shí)若兩側(cè)受力相差過(guò)大玻璃扭轉(zhuǎn)與兩側(cè)導(dǎo)軌的摩擦力大增會(huì)被卡住，鋼絲繩繞線復(fù)雜，若松動(dòng)則容易相互纏繞脫軌而失效，鋼絲繩如果潤(rùn)滑不好與導(dǎo)軌摩擦?xí)龃螅嚁鄮茁屎芨?，由于沒(méi)法安裝玻璃上升、下降過(guò)程蓄能裝置“平衡彈簧”，手動(dòng)繩輪升降器轉(zhuǎn)動(dòng)手柄上升用力很大，而下降時(shí)玻璃下降太快手柄用力小，手感很差。綜合上述2種升降器特點(diǎn)，門(mén)玻璃升降器為節(jié)約成本及控制重量考慮采用繩輪式玻璃升降器，而且要求采用繩輪式玻璃升降器，前后玻璃導(dǎo)軌必須平行。玻璃升降器的功能要求操作方便，搖手柄力矩不大于2Nm；結(jié)構(gòu)可靠，制動(dòng)力矩足夠，在臂桿滾輪處沿玻璃切線方向加300N反力無(wú)逆轉(zhuǎn)，在上升行程任意位置，玻璃下沉量不大于5mm；強(qiáng)度：上止點(diǎn)，在手柄上加負(fù)荷，各部位不扭曲，運(yùn)動(dòng)自如；壽命：4×105次耐久實(shí)驗(yàn)，無(wú)異?！，F(xiàn)在確定的玻璃面為，圓半徑為2638mm的圓柱面；玻璃的運(yùn)動(dòng)為螺旋線運(yùn)動(dòng)；螺旋線螺距P4000mm。下面是該玻璃面的運(yùn)動(dòng)仿真，玻璃在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中近似螺旋線運(yùn)動(dòng)，。圖3－3玻璃運(yùn)動(dòng)仿真玻璃及玻璃升降器的安裝形式，如下圖：用7個(gè)螺栓固定在車(chē)門(mén)內(nèi)板上。圖3－4玻璃升降器工作示意圖車(chē)門(mén)鉸鏈布置及運(yùn)動(dòng)校核車(chē)門(mén)鉸鏈的設(shè)計(jì)是車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作，直接關(guān)系到車(chē)門(mén)能否正常開(kāi)啟。在鉸鏈設(shè)計(jì)中，鉸鏈中心線定位和鉸鏈中心距是重要的設(shè)計(jì)硬點(diǎn)。鉸鏈軸線一般設(shè)計(jì)成具有內(nèi)傾角和后傾角。內(nèi)傾角指鉸鏈軸線在x0平面上的投影與z軸之間的夾角，內(nèi)傾角一般為0～4°，見(jiàn)圖3－5；后傾角指鉸鏈軸線在y0平面上的投影與z軸之間的夾角，一般為0～2°，見(jiàn)圖3－6。內(nèi)傾角和后傾角都是為了使車(chē)門(mén)開(kāi)啟時(shí)獲得自動(dòng)關(guān)門(mén)力，也有個(gè)別汽車(chē)門(mén)鉸鏈具有前傾角，但一般不會(huì)有外傾角。圖3－5內(nèi)傾角圖3－6前后傾角1、鉸鏈旋轉(zhuǎn)中心的確定根據(jù)外表面及車(chē)門(mén)分縫確定鉸鏈旋轉(zhuǎn)中心；為保證運(yùn)動(dòng)間隙，車(chē)門(mén)鉸鏈盡量離車(chē)門(mén)外表面近；為保證鉸鏈的強(qiáng)度，車(chē)門(mén)鉸鏈的跨距要盡量的大；車(chē)門(mén)繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，；根據(jù)外表面及這些約束條件，確定車(chē)門(mén)鉸鏈的位置，確定旋轉(zhuǎn)中心，，；兩鉸鏈跨距434mm，。2、車(chē)門(mén)翻轉(zhuǎn)角度的確定車(chē)門(mén)翻轉(zhuǎn)的角度需要滿足人機(jī)，上下車(chē)方便性的要求；上下車(chē)方便性的人機(jī)要求為：下部空間大于250mm，上部空間大于650mm；如下圖所示車(chē)門(mén)旋轉(zhuǎn)60度下部空間為381mm，上部空間為856mm，符合要求；打開(kāi)狀態(tài)下門(mén)沿最低點(diǎn)比關(guān)閉狀態(tài)下高14mm。圖3－7車(chē)門(mén)鉸鏈開(kāi)度鉸鏈中心距的確定可參考車(chē)門(mén)長(zhǎng)度，一般鉸鏈中心距/車(chē)門(mén)長(zhǎng)度33%，或者更長(zhǎng)。需要說(shuō)明的是在布置鉸鏈時(shí)，應(yīng)注意在結(jié)構(gòu)允許的情況下，車(chē)門(mén)上下兩鉸鏈之間的距離應(yīng)盡可能大。為了避免打開(kāi)車(chē)門(mén)時(shí)與其它部分干涉，鉸鏈的軸線應(yīng)盡可能外移，使其靠近車(chē)身側(cè)面。確定鉸鏈軸線其實(shí)就是合理地布置鉸鏈。鉸鏈?zhǔn)擒?chē)門(mén)總成中的受力構(gòu)件。當(dāng)車(chē)門(mén)關(guān)閉時(shí)，車(chē)門(mén)上的承力件為門(mén)鎖和鉸鏈；當(dāng)打開(kāi)車(chē)門(mén)時(shí)，車(chē)門(mén)的重力完全由鉸鏈來(lái)承受。鉸鏈軸線的布置會(huì)影響車(chē)門(mén)的開(kāi)度、門(mén)柱的尺寸、以及車(chē)門(mén)開(kāi)縫線的位置和形狀。在布置鉸鏈時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題。在結(jié)構(gòu)允許的情況下，車(chē)門(mén)上、下兩鉸鏈之間的距離應(yīng)盡可能大。布置鉸鏈時(shí)，為了避免打開(kāi)車(chē)門(mén)時(shí)與其它部分干涉。鉸鏈的軸線應(yīng)盡可能外移，使其靠近車(chē)身側(cè)面。根據(jù)以上要求，我們來(lái)對(duì)S16車(chē)門(mén)鉸鏈軸線進(jìn)行確定：S16車(chē)門(mén)左右是對(duì)稱(chēng)的，我們分析時(shí)只要分析一邊的車(chē)門(mén)即可，此次分析主要分析左邊的車(chē)門(mén)。左邊車(chē)門(mén)鉸鏈的位置在XOZ、YOZ平面，其軸線的位置如下圖3－8所示XOZ平面軸線位置YOZ平面軸線位置圖3－8鉸鏈軸線位置經(jīng)初步的鉸鏈軸線運(yùn)動(dòng)校核顯示，車(chē)門(mén)不會(huì)與鉸鏈及翼子板產(chǎn)生干涉，鉸鏈軸線初步得到確認(rèn)。鉸鏈中心線位置和中心距確定后，需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干涉校核，這也在主斷面設(shè)計(jì)中完成，可能出現(xiàn)的干涉位置有前后門(mén)干涉?前門(mén)與A柱翼子板干涉?門(mén)與鉸鏈干涉等，在可能干涉的位置取主斷面，將車(chē)門(mén)延中心線旋轉(zhuǎn)，即可一目了然，如圖3－9。圖3－9門(mén)鉸鏈運(yùn)動(dòng)校核將所有的誤差都累計(jì)到鉸鏈上的校核方法：車(chē)門(mén)鉸鏈中心在一個(gè)長(zhǎng)6mm寬4mm的長(zhǎng)方形內(nèi)運(yùn)動(dòng)，車(chē)門(mén)與周邊零件不干涉；如下圖所示，鉸鏈軸心在最差的位置車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)間隙為：；與周邊零件沒(méi)有干涉。。圖3－10車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)間隙限位器布置及運(yùn)動(dòng)校核由于限位器的布置相對(duì)來(lái)說(shuō)比較獨(dú)立，。限位器布置的輸人條件：所用限位器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、車(chē)門(mén)鉸鏈中心線位置、玻璃滑槽位?、車(chē)門(mén)玻璃運(yùn)動(dòng)包羅面、車(chē)門(mén)內(nèi)外蒙皮邊界條件、密封面、側(cè)圍外蒙皮邊界條件及車(chē)門(mén)內(nèi)飾板邊界條件等。布置限位器時(shí)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：布?空間要求：為減小限位器的有效摩擦力，提高使用壽命，降低開(kāi)發(fā)難度，一般要求限位器相對(duì)于鉸鏈中心線的最小力臂盡量大，因此，限位器中心線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離車(chē)門(mén)鉸鏈中心線，以增大限位器的力臂。在前期總體布置時(shí)，應(yīng)考慮車(chē)門(mén)內(nèi)外蒙皮之間的厚度能滿足限位器布置的空間要求。與周邊零件的安全間隙主要考慮：限位器最大開(kāi)啟角度比車(chē)門(mén)鉸鏈開(kāi)啟角度小大約5°左右。限位器旋動(dòng)軸線與鉸鏈軸線應(yīng)平行。限位器在Z方向上的布置應(yīng)盡量布置在上下鉸鏈間或靠下的位?。盡量在玻璃滑槽最彎處。限位器盒固定螺釘周?chē)泄ぞ甙惭b空間。限位器盒與車(chē)門(mén)玻璃包羅面、玻璃滑槽應(yīng)有足夠的安全間隙。限位器臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與玻璃包羅面應(yīng)有足夠的安全間隙。限位器臂尾部運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與內(nèi)飾板應(yīng)有足夠的安全間隙。限位器臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與內(nèi)蒙皮焊接總成應(yīng)有足夠的安全間隙。限位器臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與限位盒的夾角一般不大于8°。限位器在車(chē)門(mén)內(nèi)蒙皮上的安裝位?的鈑金結(jié)構(gòu)工藝可行性應(yīng)考慮?，F(xiàn)布置空間如下圖：圖3－11限位器結(jié)構(gòu)限位器安裝座固定在側(cè)圍上，滑盒安裝在車(chē)門(mén)內(nèi)板上，布置在車(chē)門(mén)上下鉸鏈中間，限位器旋轉(zhuǎn)軸與車(chē)門(mén)旋轉(zhuǎn)軸平行。限位器運(yùn)動(dòng)校核限位器運(yùn)動(dòng)仿真，分析限位器整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與玻璃及玻璃導(dǎo)軌的間隙，要求最小間隙在10mm以上。，如圖3－12。，如圖3－13。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，。圖3－12車(chē)門(mén)關(guān)閉狀態(tài)圖3－13車(chē)門(mén)運(yùn)動(dòng)到7度車(chē)門(mén)的密封車(chē)門(mén)的密封車(chē)門(mén)密封包括車(chē)門(mén)整體與門(mén)洞之間的密封、車(chē)門(mén)玻璃與窗口之間的密封及內(nèi)板與內(nèi)飾板之間的密封等。為了能很好地起到密封作用，車(chē)門(mén)密封條的安裝位置越靠外表面越好，但針對(duì)具體的結(jié)構(gòu)，門(mén)鎖處較容易處理，而鉸鏈處受車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)的限制，密封條一般安裝在鉸鏈內(nèi)柵，為了保護(hù)鉸鏈，在車(chē)門(mén)前端外側(cè)設(shè)置密封結(jié)構(gòu)件。除此之外，在車(chē)門(mén)門(mén)洞形成一圈止口密封，在門(mén)洞上沿，防止水直接滴到車(chē)內(nèi)，再增加一道密封如圖3－14。圖3－14車(chē)門(mén)密封結(jié)構(gòu)、性能要求車(chē)門(mén)密封系統(tǒng)所包含零件一般在功能、性能和尺寸等方面具有如下要求：由于在工作中處于被反復(fù)壓縮狀態(tài)，因此，其材料在具備足夠的常溫環(huán)境拉伸強(qiáng)度、高溫環(huán)境耐老化特性、低溫耐脆特性。由于在工作中處于被反復(fù)壓縮和摩擦，零件工作表面要求具備優(yōu)良的耐摩擦性能，同時(shí)要求其具有較的低摩擦系數(shù)以確保系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)順暢。一般在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，要求對(duì)工作表面進(jìn)行植絨或噴涂低摩擦涂層以保證上述功能和性能要求。零件上用于壓縮變形的工作部位，要求具有符合設(shè)計(jì)要求的壓縮負(fù)荷，以確保開(kāi)閉件操作力在控制范圍內(nèi)。制造工藝上廣泛采用定截面擠出工藝、金屬滾壓一彎曲成型工藝、注塑接角工藝。截面必須具備一定符圖性以確保其正常的工作變形，三維彎曲成型以及接角部位尺寸必須符合圖紙、檢具要求，以確保裝配穩(wěn)定正常。大部分零件在車(chē)輛上安裝后暴露于外界，因此，其耐紫外線、耐臭氧等耐候性要求較高。為避免對(duì)車(chē)內(nèi)空氣形成污染，零件使用材料的甲醛含量、氣味、總碳揮發(fā)量等方面必須符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。第四章防撞梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)汽車(chē)防撞梁的對(duì)比選擇側(cè)門(mén)防撞梁（桿），也叫車(chē)門(mén)防撞梁（桿），是指在車(chē)門(mén)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中加上橫梁（從外面并看不到），用以加強(qiáng)車(chē)輛側(cè)面的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高側(cè)面撞擊時(shí)的防撞抵抗力，以提升側(cè)面的安全。據(jù)調(diào)查，在所有車(chē)的碰撞模式中，側(cè)面碰撞占到1/3左右。因此，如何保護(hù)駕駛者在側(cè)面撞擊時(shí)的安全顯得尤為重要。車(chē)門(mén)防撞作為一種額外吸能保護(hù)，可以降低乘員可能遭受的來(lái)自外部的力量。事實(shí)證明，車(chē)門(mén)防撞梁在車(chē)輛撞擊固定物體（比如樹(shù)木）時(shí)的保護(hù)效果非常明顯。依據(jù)美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局NHTSA發(fā)布的數(shù)據(jù)，車(chē)門(mén)防撞梁在2002年拯救了994名事故受害者。車(chē)門(mén)防撞梁常見(jiàn)的形式有鋼管防撞桿和帽形防撞桿兩種，目前日韓系車(chē)型中常用鋼管，而歐美系車(chē)型常用沖壓的帽形防撞桿，而國(guó)內(nèi)自主車(chē)型基本都還是用鋼管，少量車(chē)型開(kāi)始嘗試使用帽形防撞桿。相對(duì)于鋼管防撞梁，帽形防撞梁更是具有以下一些方面的優(yōu)點(diǎn)：圓管防撞桿接觸面積小，防護(hù)空間小于帽形防撞桿，對(duì)乘客易形成傷害。圓管防撞桿在斷裂處有可能形成尖角，對(duì)乘客安全有隱患；而帽形防撞梁接觸面積大，在斷裂處不會(huì)形成尖角。在正面碰撞中，圓管防撞桿太強(qiáng)，有可能會(huì)鎖死車(chē)門(mén)，而帽形防撞梁則不會(huì)，同時(shí)帽形防撞梁可以傳導(dǎo)部分能量；帽形防撞梁在正碰可以傳導(dǎo)部分能量。圓管防撞桿是直桿，不能按車(chē)門(mén)弧度設(shè)計(jì)，所以一般其靠車(chē)門(mén)較遠(yuǎn)；而帽形防撞梁可以根據(jù)車(chē)門(mén)弧度進(jìn)行設(shè)計(jì)，更好的利用車(chē)門(mén)內(nèi)空間，同時(shí)使防撞梁靠車(chē)門(mén)板更近，也就能更早更好的發(fā)揮其吸能的作用。熱處理圓管防撞桿的焊接性能比較差，在側(cè)碰過(guò)程中可能發(fā)生支架脫落或者管子焊縫發(fā)生失效，吸能效果大大降低；雙相鋼（1000DP）或者馬氏體鋼（1200M）的碳當(dāng)量很低（%左右），其制造的帽形防撞梁使用傳統(tǒng)的焊接方法（點(diǎn)焊、MAG、激光、高頻焊等）均可達(dá)到滿意的焊接效果。熱處理圓管防撞桿必須在兩端焊接支架，后期過(guò)程相對(duì)復(fù)雜（先將管子焊接到支架上，然后焊接到車(chē)身上），過(guò)程成本加上材料成本（包括管子及支架）后的總成本相對(duì)較高；而帽形防撞梁是直接點(diǎn)焊接在車(chē)門(mén)內(nèi)，兩端不需支架。在同等質(zhì)量同等強(qiáng)度的前提下，圓管防撞桿（包括兩端的焊裝支架）和帽形開(kāi)口截面的防撞梁所能吸收的能量大致一樣。不過(guò)帽形防撞桿達(dá)到載荷峰值時(shí)的潰縮量小于圓形防撞桿，也就是帽形防撞梁在侵入量少的時(shí)候會(huì)吸收更多的能量，這意味著將更少的能量傳導(dǎo)給其周?chē)牧慵ˋ、B柱、車(chē)門(mén)檻等），這樣就更早、更好地發(fā)揮了防撞梁的作用，更大程度地保護(hù)了乘客艙空間。綜上所述，通過(guò)兩種防撞梁的對(duì)比可知，本次設(shè)計(jì)選用的是帽形防撞梁。并且針對(duì)帽形防撞梁的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。使其具有更加安全的性能。汽車(chē)防撞梁碰撞性能的評(píng)價(jià)參數(shù)防撞梁在受剛性柱撞擊過(guò)程中主要產(chǎn)生彎曲壓潰變形，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要在設(shè)計(jì)原則的指導(dǎo)下進(jìn)行，為具體評(píng)價(jià)防撞梁結(jié)構(gòu)的耐碰撞性能，研究人員針對(duì)設(shè)計(jì)原則提出了許多評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中最常用的吸收的總能量E及變形過(guò)程中的撞擊力峰值F。1、吸收的總能量E防撞梁在受剛性柱撞擊的情況下吸收的總能量由下式計(jì)算：式中：Fs?撞擊力，s?變形位移。顯然防撞梁在相同位移內(nèi)吸收的能量越多，碰撞性能越好，對(duì)于乘員安全越有利。由FMVSS214中的側(cè)門(mén)強(qiáng)度的靜態(tài)試驗(yàn)中的規(guī)定可知，6inch152mm縱向位移是一個(gè)臨界位移，超過(guò)這個(gè)位移側(cè)門(mén)就會(huì)接觸司乘人員，就可能對(duì)司乘人員造成傷害。故將152mm位移時(shí)吸收的能量作為評(píng)價(jià)防撞梁碰撞性能的一個(gè)重要指標(biāo)。2、撞擊力峰值F由FMVSS214中的側(cè)門(mén)強(qiáng)度的靜態(tài)試驗(yàn)中的規(guī)定，在0?。車(chē)門(mén)在受剛性柱撞擊時(shí)，其受到的瞬時(shí)的總撞擊力是不變的，若防撞梁承受較多的撞擊力，車(chē)門(mén)其它部件承受撞擊力就相應(yīng)減少。撞擊力峰值的提高，會(huì)帶動(dòng)平均撞擊力的提高。防撞梁的撞擊力峰值F一般出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)剛開(kāi)始產(chǎn)生屈曲時(shí)，即臨界狀態(tài)，由結(jié)構(gòu)的彈塑性屈曲決定。防撞梁撞擊力峰值越大，車(chē)門(mén)剛度就越強(qiáng)，車(chē)門(mén)耐碰撞性能就越好。故將撞擊力峰值作為評(píng)價(jià)防撞梁碰撞性能的另外一個(gè)重要指標(biāo)。汽車(chē)防撞梁的耐撞性分析在側(cè)面碰撞過(guò)程中，車(chē)輛不像在發(fā)生正面碰撞時(shí)，前部結(jié)構(gòu)有很大的緩沖區(qū)，可以吸收碰撞的能量。車(chē)輛側(cè)面結(jié)構(gòu)離駕乘人員距離較近，無(wú)法像正面碰撞那樣有效的吸收碰撞能量。故作為車(chē)門(mén)防撞梁，其主要作用就是在側(cè)面碰撞發(fā)生時(shí)，有效的起到抗撞吸能和分散傳遞撞擊力的作用。防撞梁的抗彎性與結(jié)構(gòu)優(yōu)化橫力彎曲時(shí)，彎矩隨著截面位置變化變化，一般情況下，最大正應(yīng)力σ發(fā)生于彎矩最大截面上，且離中性軸最遠(yuǎn)處，由下式計(jì)算，其中抗彎截面系數(shù)W，則上述公式可寫(xiě)成≤[σ]若把彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度條件改寫(xiě)成可見(jiàn)梁能承受的與抗彎截面系數(shù)W成正比，W越大越有利。另一方面，使用材料的多少和自重的大小，則與截面面積A成正比，面積越小越經(jīng)濟(jì)，越輕巧。因而，合理的截面應(yīng)該是截面面積較小，而抗彎系數(shù)W較大。為了增加防撞梁的抗彎能力，又要滿足輕量化要求，改變防撞梁截面形狀，以提高其耐碰撞性能。本設(shè)計(jì)主要從改變防撞梁的高度和截面厚度來(lái)增加防撞梁的抗彎能力，并進(jìn)行如下分析。選取防撞梁的截面為雙U型，中間做加強(qiáng)筋處理，對(duì)其截面進(jìn)行優(yōu)化。如下圖4－1所示，料厚為1mm。圖4－1最初選擇截面用CATIA測(cè)量功能測(cè)得該截面的慣性矩如下圖所示：重心及重心慣性矩一目了然。圖4－2慣性矩測(cè)量改變防撞梁的高度為了增加防撞梁的抗彎能力，首先進(jìn)行改變防撞梁的總高度。可以從兩個(gè)方面進(jìn)行改變：a、改變總高度。為了考慮防撞梁的重量及空間位置，把總高度增加1mm、2mm，觀察其抗彎能力的變化。b、通過(guò)改變中間加強(qiáng)筋的高低來(lái)增加防撞梁的抗彎能力。1、改變總高度（1）防撞梁總高度增