汽车滑移门关闭能量分析及结构优化

发布时间：2020-05-04 22:03

【摘要】：滑移门系统是商用车结构中相对独立且较为复杂的总成,是与驾驶人员最先接触的汽车系统部件,其开闭性能的优劣在用户接触的第一时间体现车辆品质的好坏。随着各大汽车厂商越发重视产品细节提升,滑移门系统的开闭性能已成为研发人员的关注焦点。其开闭性能的优化成为商用车研究的重要领域之一。本文针对某国产品牌商用车滑移门关闭困难、震动异响等问题展开研究。通过关闭性能试验以及多体动力学仿真分析了滑移门系统关闭能量的主要影响因素,并通过关闭实验进行对标。综合运用固定界面的模态综合法(Craig-Bampton)结合CAE(Computer Aided Engineering)技术进行动力学分析和关闭能量计算,对系统中涉及的问题提出了优化方案,解决了关闭能量过大、震动异响的问题。主要研究内容及研究成果如下:1.运用有限元分析软件HyperWorks结合多体动力学分析软件ADAMS建立滑移门系统刚柔耦合运动学模型。基于单一变量原则进行有限元分析,获得了滑移门系统最小关闭能量、滑移门加速度曲线以及主要部件载荷情况:其中最小关闭能量为5.65J、滑移门加速度曲线峰值为0.065m/s2。基于同等试验原则对滑移门系统进行关闭性能试验,得到最小关闭能量为5.43J、滑移门加速度曲线峰值为0.074m/s2,仿真结果与试验结果对比误差在15%以内,证明该滑移门系统多体动力学模型完整模拟滑移门从全开位置运动至完全关闭过程是可靠的。2.通过虚拟样机模型分析滑移门各子系统消耗关闭能量的情况,结果表明密封胶条及中铰链销扭簧为消耗关闭能量的主要部件,其消耗能量约占总能量的34.6%及16.1%;而限位器及门锁也存在震动异响问题,与关闭实验结果吻合。3.基于单一变量原则对密封胶条、关门限位器、导向系统及门锁总成等子系统进行分析。发现该密封胶条存在压缩位移过大、压缩特性曲线不合理的问题;导向系统的中铰链销扭簧刚度及预载过大导致消耗过多关闭能量;限位器载荷过大且分布不均导致滑移门沿车长方向抖动且异响;由于车门下掉导致门锁的锁销与锁扣配合出现异常,其接触载荷过大、存在异响问题。4.通过减小密封胶条压缩位移、优化密封胶条断面形状降低CLD曲线中4-6mm位移范围内的曲线斜率、减小中铰链销扭簧最大扭矩及预载、适当减小限位器配合间隙以及调整门锁中锁销位置等措施,对滑移门闭合性能进行了优化,优化后整个系统的最小关闭能量降低了25%,优化效果明显。
【图文】：

的平移自由度，在关闭状态下门锁总成的锁销锁扣配合约束滑移门该方向自由度，逡逑实现关闭状态下的零自由度［２６］。逡逑通过分析图２．２邋（ｂ）的运动轨迹发现：滑移门在开门过程中，首先进行沿垂直逡逑于车身方向向外且平行于车身方向向后的复合运动，进入中导轨较长的直线段后沿逡逑该轨迹持续进行直线运动实现开门。关闭滑移门时，运动轨迹与开门过程完全相反，逡逑滑移门首先进行直线运动，进入导轨弯道后向车身方向做复合运动，将滑移门贴至逡逑侧围上。即滑移门通过走轮臂悬挂于车身外侧实现开启，关闭后滑移门镶嵌于侧围逡逑之上，与车身合为一体［２７］。逡逑Ｉ逦逡逑Ｉ邋８逦｜逦＾逡逑／邋Ｉ邋＾邋Ｌ邋＾逡逑Ｉ邋ｆｉ＼）逡逑／逡逑（ａ）

的平移自由度，在关闭状态下门锁总成的锁销锁扣配合约束滑移门该方向自由度，逡逑实现关闭状态下的零自由度［２６］。逡逑通过分析图２．２邋（ｂ）的运动轨迹发现：滑移门在开门过程中，首先进行沿垂直逡逑于车身方向向外且平行于车身方向向后的复合运动，进入中导轨较长的直线段后沿逡逑该轨迹持续进行直线运动实现开门。关闭滑移门时，运动轨迹与开门过程完全相反，逡逑滑移门首先进行直线运动，进入导轨弯道后向车身方向做复合运动，将滑移门贴至逡逑侧围上。即滑移门通过走轮臂悬挂于车身外侧实现开启，关闭后滑移门镶嵌于侧围逡逑之上，，与车身合为一体［２７］。逡逑Ｉ逦逡逑Ｉ邋８逦｜逦＾逡逑／邋Ｉ邋＾邋Ｌ邋＾逡逑Ｉ邋ｆｉ＼）逡逑／逡逑（ａ）
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.834

【参考文献】

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1 徐小程;杜婷婷;陈华杰;俞瑷权;;车门抖动解决方案及评价方法研究[J];上海汽车;2015年07期

2 眭莎莎;张承良;张建;;运用台架实验改善滑移门开关门力的新思路[J];企业科技与发展;2015年05期

3 魏志辉;张素芬;;面包车中滑门下垂刚度有限元分析及优化研究[J];制造业自动化;2014年23期

4 俞岳平;李国富;朱立力;;MPV汽车自动滑门系统研究[J];宁波大学学报(理工版);2014年02期

5 王超;;密封条对车门关闭力影响的试验及结果分析[J];汽车零部件;2013年12期

6 蒋东升;杜国省;李永生;门永新;赵福全;;基于Adams/View的汽车滑移门动力学仿真分析[J];计算机辅助工程;2013年S1期

7 李乃鹏;曹德乐;;某微型面包车滑移门运动系统的布置[J];企业科技与发展;2013年05期

8 罗竟涛;;基于有限元的密封条对车门关闭力影响关系分析[J];装备制造技术;2012年10期

9 刘亮;刘莉;冀晨超;;汽车车门关闭力评价方法及影响因素[J];企业科技与发展;2012年19期

10 田永;韦俊;;汽车车门密封条系统的结构与功能研究[J];汽车工程师;2012年08期

本文编号：2649059