白車身及車門性能開發關鍵技術研究與應用

王國仕

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，人們出行條件以及運輸條件得到很大的改善，作為運輸工具的車輛性能也有所提升。本文將針對白車身及車門性能開發的關鍵技術進行分析，并對其在人們生活中的具體應用作出討論，以為我國汽車制造行業的發展提供有效建議和意見。

關鍵詞：白車身；車門性能；關鍵技術；研究

前言：白車身及車門是汽車制造中整車的關鍵總成，其性能的好壞關乎汽車的整體工作狀態的好壞。在我國的汽車制造行業中對于白車身及其車門的制造技術與材料的選擇，盡管已經與國外發達汽車制造技術有所相似，但是在實際的使用過程中還有所差異，從而導致性能方面還有待提升。

1 白車身及車門的主要性能

1.1 白車身的主要性能

1.1.1 車身的靜態剛度

白車身是汽車運行過程中主要的負荷承載機構，對人們安全行駛具有重要意義。其主要制成材質一般選用的都是剛度金屬材質，不僅可以有效的減輕汽車的整體振動性，還能夠保障汽車的安全穩定行駛[1]。通過對白車身在日常出行中的工作狀態觀察發現，靜態剛度性能大致被分為扭轉剛度與彎曲剛度兩種。其中扭轉剛度主要是指汽車行駛在不平坦路面時，車身對外力負荷的反抗而產生的變形能力。而彎曲剛度主要是指人或是貨物進入車體內，車身對重力負荷的抵抗變形能力。

1.1.2 車身的振動特征

汽車的整體構造中是以車身為基礎進行的，所以車身的整體振動特征會影響到整輛車的性能[2]。模態是用來判定車身振動特征的主要方法，能夠有效的反映車身結構的固定特征。若外部激勵頻率接觸到車身系統中的模態時，就會產生車身系統的異常振動，所以在白車身設計過程中，可以有效運用模態的固有頻率以及模態振動對車身結構進行合理配置，從而有效避免外部激勵在車體中產生的共振。

1.2 車門的主要性能

1.2.1 剛度性能

車門是車輛構造中的基本構件，乘車人員上下車的過程中都會經過車門，同時還能對車內人員起到一定保護作用[3]。依據車門在實際駕車中的應用可以總結出其具有良好的剛度性能。其剛度性能形成過程中需要垂向剛度、抗凹剛度以及扭轉剛度的共同作用，才能實現車輛整體性能的提升。其中抗凹剛度主要就是指人為作用下對車門外板觸摸按壓行為而產生的變形作用力；垂直剛度則主要指在人們開啟車門的過程中，車門對外界復合抵抗的過程中產生的變形能力。

1.2.2 耐久性

車門在汽車的整體使用周期中必須持續發揮其應有作用，因此還應具備耐久性能。在使用過程中車門一定要滿足不同情況下的使用要求才能實現耐久性能的發揮，所以可以運用砰擊的方法對其性能進行檢驗，如在正常開關門、破壞性砰擊等情況下的實驗。

2 白車身及車門性能開發關鍵技術

2.1 對標分析技術及其在汽車性能開發中的應用

2.1.1 對標分析技術

對標分析技術主要就是指某一生產機構可以將相同機構中更加高效的生產技術作為主要研究對象，獲取提升自身產品性能的辦法，從而在技術上不斷進步與創新，甚至超越標桿技術[4]。因此，汽車生產行業也可以利用此種辦法來提升自身的生產技術，從而增強車輛的整體性能與市場競爭力。企業可以將同級對手產品或是高級先進技術借鑒到車輛生產中來，制定出合理有效的的對標分析方法，快速的將對標產品的車輛性能數據進行收集整理，形成一個清晰科學的數據庫系統，然后依據分析出的差異與優勢，制定合理的應對策略與解決方案。對標分析技術的應用能夠有效地縮短產品的開發周期，并能節約車輛研發成本，對汽車生產行業的發展起到推動作用。

2.1.2 對標分析技術的應用

在車輛生產行業中主要將對標分析技術應用在汽車整車級、零部件級以及總成級等汽車設計方面，具體的應用過程要依據一定的流程進行。首先，生產企業要進行市場調研，選定合理的標桿車類型；其次，研發人員要對分析措施如評價標準、方法和內容等方面的具體數據標準進行制定；再次，要將樣車與標車的數據進行整理，通過對總成級和整車級等數據的對比研究分析出二者性能參數的差異；最后，依據數據差異，確定產品新的研發方向。

2.2 優化設計方法及其在汽車性能開發中的應用

優化設計方法是以計算機輔助工程為基礎確立的，其在白車身及其車門的設計中被廣泛應用。當前汽車生產制造行業主要應用的優化方法有兩種，即參數優化與非參數優化。參數優化方法主要是將車身進行計算機模型模擬，然后在運用不同的計算方法對模型參數化，滿足研發人員對設計數據的調整需求，從而達到產品性能的最優化。參數優化方法中有許多辦法被應用到白車身及其車門的設計中，如近似模型、優化算法以及實驗設計等等[5]。而非參數優化中最為常用的方法就是拓撲優化，詣在對設計空間中的材料進行合理布置，其主要優化的方向是車輛零部件的形狀。此種方法一般被應用在車身以及車門的設計初期或是對局部性能進行改造的過程中，能夠為汽車的整體性能的提升打下良好的基礎。運用拓撲優化方式開展白車身及其車門的開發，具體的研究方向包括離散結構拓撲優化和連續體拓撲優化兩種。而在連續式拓撲優化方法下，進行白車身及其車門性能的提升設計時，可以運用變密度法、水平集方法以及均勻化方法等進行。

結語：綜上所述，白車身及其車門的性能對車輛的整體性能產生極大的影響，對人們的行車安全以及企業競爭力也具有重要作用。因此，在開展汽車產品研發的過程中，研發部門要充分利用先進的科學技術，結合相應的技術手段與方法，對車身及其車門性能進行優化，提升車輛的整體性能，從而確保人們行車穩定性與安全性。

參考文獻

[1]王國春，段利斌，陳自凱，陳佶思.基于漸進空間拓撲優化技術的白車身傳力路徑規劃方法[J].中國機械工程，2015，20：2827-2834.

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[4]朱茂桃，范俊，何志剛，周孔亢，李鳳.微型轎車白車身模態試驗與分析[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2010，04：659-662.

[5]陳軍，向曉峰，艾紅霞，劉德輝，歐家福.基于失效預防的乘用車車身驗證試驗規范開發策略研究[J].汽車零部件，2011，05：48-51.