乘用車側門抗壓強度試驗操作方法及研究

摘 要：文章對車輛側門抗壓強度試驗操作方法進行了詳盡的解讀，試驗適用于車門靜壓強度的GB 15743、FMVSS 214、GSO 40等標準，主要針對FMVSS 214等試驗設備、試驗操作程序及其技術要求等進行分析和討論，對側門數型進行優化提供參考，為國產車型完成側門抗壓強度認證提供支持。

關鍵詞：側門；抗壓強度試驗；FMVSS 214；側門數型優化

1 概述

對于汽車車身質量而言，側門抗壓強度是一項非常重要的指標，可以提高汽車的被動安全性。對于汽車側門而言，主要是指側門整體的強度以及車門外板的抗凹剛度兩項抗壓強度指標。通常我們所指的整個側門的擠壓強度，都是在準靜態試驗條件下研究得出的。側門結構擠壓強度越高，抗壓性能越好，車內乘員就越安全。如果側門部件的擠壓強度低，在遭受外力的強烈擠壓時， 側門會發生大的變形和位移，從而傷害車內乘員。

文章以汽車側門抗壓強度為研究對象，講解側門抗壓強度試驗操作方法以及實驗分析，為國產車型完成側門抗壓強度認證提供參考和支持。

2 側門抗壓強度試驗操作方法

2.1 常見側門抗壓強度法規介紹

最早制定側門強度法規的國家是美國， 于1973 年頒布了FMVSS 214側面碰撞乘員保護法規。目前相關側門強度的法規有三個：美國機動工程師協會的SAE J367-Passenger Car Door System Crush Test Procedure、FMVSS 214-Side Impact Protection和我國的GB 15743-1995轎車側門強度法規。

2.2 側門抗壓強度試驗基礎操作規程

2.2.1試驗臺實驗能力

試驗適用于車門靜壓強度的GB 15743、FMVSS 214、GSO 40等標準。

2.2.2 檢查試驗樣件

檢查完試驗臺后，需要對樣件也進行檢測。檢查樣件的外觀狀態是否完好，同時根據樣件的外觀形態需確定好其固定方式，需注意的是整車必須先拆除車輪才能固定進行試驗（圖1所示）。

2.2.3 確定車輛的加載狀態

當樣件放到支撐夾具上后，需通過測量支撐高度和支點距離來確定車輛的傾角與俯仰角度，即車輛的加載狀態。

2.2.4 劃線

車門鎖好，車窗升至頂部，在車身的顯著位置劃出縱向對稱線，按照相應要求同時劃出距離車門低端127mm的水平線（與設備加載裝置下邊線重合）和該水平線被車門輪廓截取線段的中點，然后過該點劃出鉛垂線在車門上的投影線。

2.2.5 確定加載頭的高度

根據畫出的加載最低水平線到車窗的距離確定加載頭的高度（加載頭頂端表面高出車門車窗底部邊緣至少13mm）

2.2.6 標記受力部位

根據車門結構特征，可以得出受力部位包括加強筋、鉸鏈、門鎖等，試驗之前這些部位需要進行標記處理。

2.2.7 固定車身

車身固定在整個試驗過程中屬于比較重要的環節，可以分為以下幾步：

a.調節車身使它與設備平行，并且要使車門上白膠帶與加載頭的中心線重合；

b.在四個基礎支撐上先固定四個張緊器，四個張緊器左右對稱并且同時張緊；

c.安裝固定兩個縱梁側擋，位置為貼緊前后軸附近的車身縱梁；

d.加載側B柱下方需要固定一個支撐同時可以起到側擋作用；

e.非加載側前中后各固定三個支撐同時也起到側擋作用；

f.在前機蓋部位平坦處與后背箱上方平坦處各取一處分別安裝一套車身固定裝置，需要注意的是壓緊裝置與車身中間應覆蓋一層橡膠。

2.2.8 加載位移監控

目前試驗運用的主要有兩種方法，一種是在車身非加載側固定一個百分表以便于監控車身在加載方向是否有位移，另外一種則是在車身非加載側固定鉛錘監控位移。

3 側門抗壓強度試驗結果研究分析

3.1 試驗結果

在側門抗壓強度試驗中，可以觀察側門的變形量和接載荷形變-時間曲線來評價側門的耐擠壓性能，通過往常試驗發現結果。

按照國標標準，擠壓力分析包括三個過程：

（1）初始擠壓力——在0-152mm擠壓距離上使車門產生變形的平均力；

（2）中間擠壓力——在0-305mm擠壓距離上使車門產生變形的平均力；

（3）最大擠壓力——在 457mm 擠壓距離上記錄到的最大力。

3.2 試驗分析

在側門抗壓試驗中，防撞梁和側門加強板是主要的承力部件，針對防撞梁和加強板可以做出以下三個優化方法：

方法一：將防撞梁上移25mm、安裝支架上移25mm，同時防撞梁逆時針繞中點旋轉5度。

方案二：將防撞梁上移55mm、安裝支架上移55mm，同時防撞梁逆時針繞中點旋轉10度。

方案三：將側門內外加強板通過增加加強筋的方法增加剛度。

三種方案通過有軟件仿真計算及限元模擬分析，優化前、后的接觸力曲線進行比較分析結果如圖2所示。

由圖2可知，調整防撞梁的安裝位置可以改變車門的抗擠壓能力；而對側門外板和內板加強板進行優化改進（優化方案3），也可以提高側門的抗壓能力，但效果不明顯。

4 結束語

側門抗壓強度試驗每一步驟都非常重要，環環相扣，試驗結果也非常精確。我們可以有效的利用實驗過程的經驗及試驗結果結合電腦仿真模擬軟件為對側門數型進行優化提供參考，為國產車型完成側門抗壓強度認證提供參考和支持，為汽車行業的發展貢獻自己的力量。

參考文獻

[1]趙萍.中型客車上部結構強度安全性仿真分[D].湖北：長安大學，2012.

[2]美國聯邦機動車輛安全標準.FMVSS 214 轎車側面碰撞保護[S].

[3]國家標準委員會.GB15743-1995 轎車側門強度[S].北京：中國標準出版社，1995.