SUV車型后背門剛度設計

2015-08-02 01:54:26張太成長城汽車股份有限公司技術中心河北保定071000

山東工業技術 2015年9期

張太成（長城汽車股份有限公司技術中心,河北保定071000）

SUV車型后背門剛度設計

張太成
（長城汽車股份有限公司技術中心,河北保定071000）

摘要：后背門是汽車的重要部件，需要保證足夠的剛度。本文闡述了后背門剛度不足引發的一系列問題及后背門剛度CAE分析應注重的考核項目，并通過列舉實例介紹了設計成功的經驗。

關鍵詞：后背門;剛度;品質??

車門是汽車車身設計中十分重要而又相對獨立的一個部件，主要用于隔絕車外噪聲，并對來自外部的沖擊進行緩沖，以保證乘客的安全性和舒適性。車門直接關系著整車的安全性、乘員操作與上下車的方便性、空氣動力特性、密封性和噪聲，因此車門必須保證一定的剛度。后背門作為車門系統中最大的開閉件，其整體剛度的大小更是對整車性能有較大影響。

1后背門剛度不足易導致的問題

（1）后背門關閉彎曲剛度主要考查后背門在關閉狀態下整體抗彎曲變形的能力，如果后背門彎曲剛度低會造成后背門變形較大，密封不嚴，影響車輛外觀和NVH性能。后背門開啟彎曲剛度主要考查后背門在按設計角度開啟最大狀態下，由于誤操作導致過開情況下后背門抵抗變形的能力；

（2）在整車裝配狀態下由于道路不平造成車身扭轉時，后背門須具備一定的抗扭轉性能，否則會造成后背門變形較大，影響車輛外觀和NVH性能。此外后背門在整車場裝配過程中，工作人員為調整后背門與后圍的間隙和面差會對后背門進行人為的扭轉調整，若后背門自身扭轉剛度過低，扭轉時變形過大，會影響間隙和面差的調整；

（3）后背門外板上特征較少，是大面積的薄板結構，必須保證具備一定的抗凹陷性能即能夠承受一定的外載而不發生較大的變形，否則車輛行駛中遇到路面濺起的石子沖擊時，外板很容易產生凹陷變形，影響汽車外觀，給車主造成經濟損失。此外消費者在選購車輛時，會進行直觀測試，對車門外板等外覆蓋件進行按壓以觀察其變形情況，若變形較大，直接影響顧客對車輛的初始印象。

（4）部分乘用空間大的SUV車型，后背門尺寸較大，在后背門自身重力、后背門氣撐桿支撐力及其它外力作用下，車門系統必須保持一定抵抗變形能力及卸載后恢復原裝能力，否則會導致車門出現下沉而無法正常關閉。所以應附帶車身部門對后背門的下垂剛度進行考查；

（5）由于后背門上安裝有鉸鏈、門鎖、氣撐桿、限位塊、雨刮電機等部件，這些關鍵的安裝點需要保證一定的剛度，如果安裝點剛度較低，局部變形較大，影響鉸鏈、門鎖等的安裝使用，直接影響后背門的整體剛度。

綜上，后背門的剛度考查需要針對關閉彎曲剛度、開啟彎曲剛度、扭轉剛度、橫向剛度、外板凹陷剛度、下垂剛度共6種工況并結合后背門關鍵安裝點的局部剛度進行反復論證、CAE分析及實件驗證，對材料及設計結構的合理性進行評估。

2設計中應當特別注意的點

（1）外板總成應盡可能減少零部件數量，避免多段焊接，降低外板總成剛度；

（2）后背門總成結構設計，應避免出現懸臂結構，導致門總成剛度不足；如無法避免時，應控制懸臂的尺寸，進行最大優化。

（3）關于后背門下沉問題：后背門結構設計階段發現下垂量較大時，應考慮從下述幾方面進行優化：1）增加后背門鉸鏈固定底座的受力面積；2）后背門上鉸鏈安裝點位置進行加強；3）后背門上的撐桿安裝點位置進行加強；4）加強鉸鏈自身剛度；5）側開式后背門限位結構車身件與車門件配合面積應盡可能大，保證對后背門提供足夠的支撐力；

（4）關于限位、緩沖結構；

?1）后背門總成在結構設計時，如有限位結構，其位置應靠近后背門總成兩側中部，后背門關閉后，限位結構的干涉量應進行充分論證；

?2）后背門緩沖塊為可調節結構時，其與車身配合部位的干涉量應進行充分論證，建議不小于1.0mm；與緩沖塊配合的車身部位，應為剛性結構或剛性連接。

?3）側開式后背門下緩沖膠塊較大且不可調節時，其與車身對應位置應為間隙配合（建議為1.5～2.0mm），使車門過關時起緩沖作用。

（5）鉸鏈、鎖、限位裝置、后雨刮安裝點的強度問題。