汽车车身 后车门总成 结构设计说明书

摘要车门是汽车的重要组成部分，也是汽车设计里面最为复杂的一部分，轿车车门的设计包含造型、人机工程、运动校核、结构设计、附件布置校核、装配工艺性校核等等因素。

设计的车门满足一定国家相关法规要求，满足人机舒适要求，满足一定的刚强度要求，满足正面碰撞及侧面碰撞时的C-NCAP的要求。

本设计在参考了多种车门构造模式的基础上，结合实际工作经验，详细论述了一个分体式前车门结构设计流程，并且对汽车车门附件布置给出了基本说明。

关键词：轿车车门；结构设计；附件布置第1章前言车门是白车身设计中非常重要的一个零部件总成，它是整个白车身设计的基础，铰链的布置直接是影响造型的直接因素，车门的结构对内外饰及电器系统的布置有重要影响，并且关系到人机舒适性，碰撞法规要求。

车门结构的性能对整车NVH性能也有着很大的影响。

车门是白车身中工艺比较复杂的部件，涉及到零部件的冲压工艺、焊装工艺、涂装工艺、总装工艺等四大工艺，因此对生产工艺要求和装配工艺都有着严格的要求。

此外，车门的结构还要求气密性能较高，满足防尘、防水、隔音等性能要求。

如果车门结构及附件布置不满足要求，长时间容易对车门的性能产生影响，造成玻璃无法升降，车门关闭不牢，车门异响等，而且容易对汽车车门零部件造成损伤，增加维修成本，降低了整车品质。

以前的车型工艺及模具的加工达不到很高的精度要求，所以国产大部分车型都以整体式车门结构为主，只有在部分日系高端车型上才使用分体式车门。

随着工艺水平的提高，国内辊压窗框工艺水平也满足了生产需要，渐渐的分体式车门得到了普及，其有点是造型美观，材料利用率高，可有效降低白车身重量，从而提高燃油利用率。

根据目前的造车理念，“安全、舒适、节能、环保”的造车思想已被各个主机厂及消费者认可，车门的结构在传统车型上已经有了很大的提高。

消费者对汽车安全的性能要求也在不断的提高，成熟的车门结构可以更好的保护意外发生时车内乘客的安全，各大主机厂也在车型上不断的推出满足消费者要求的产品，激光拼焊的车门内板及高强度钢板车门防撞梁正在替代传统板材，随着汽车行业近几年的蓬勃发展，车门结构也更加成熟。

汽车车门设计车门是车身上相对独立的总成，与车身组成一个有机的整体，因此，在车门的设计过程中，需要充分的考虑结构要素的完整统一和与车身其他相关要素的协调匹配。

1 车门的类型和功能要求，1.1车门的类型 车门有多种类型，详见上表1，车门可分为车门本体和车门附件两部分，车门本体可归于白车身范畴，指作为一个整体涂漆，未装备状态的钣金焊接总成，包括车门内外板，内外腰线加强板，防撞梁，锁加强板和铰链加强板（有些采用激光拼焊门板无单独的锁加强板和铰链加强板），玻璃导轨等，是实现车门整体造型效果、强度、刚度及附件安装的基础框架。

而附件则是为满足车门的各项功能要求，在白车身上装配的零件和总成，其中包括车门锁、铰链、限位器、玻璃、拉手、操纵扭、密封件及内外装饰件等。

1.2 车门及附件的功能要求车门的功能要求详见上表2。

对车门总成的功能要求，一方面，车门作为车身结构中的 重要组成部分，其造型风格、强度、刚度、可靠性及工艺等必须满足车身整体性能要求，另一方面，车门开关及上下车的方便性又是车门结构首要满足的要求，而车门结构自身的视野性、安全性、密封降噪等性能，又对整个车身结构影响较大，也是车门功能安全的重要组成部分。

车门附件的功能要求详见下表3。

在表3中列出了车门主要附件的结构形式，功能要求等，其中铰链和门锁是车门承力件，开门时铰链受力，关门时铰链和门锁同时受力。

因此，铰链、门锁的强度和刚度要求比较重要，车门限位器虽然不直接承受车门重量，但是起到了开关限位作用，与门锁和铰链在寿命、可靠性方面的要求应该一致。

另外，玻璃升降器、锁操纵手柄、按钮等的可靠性也不能忽视，其他附件结构和功能一般也要与主要附件的要求一致。

2 车门结构分析2.1 窗框形式和车门结构的关系窗框的结构形式对车门的影响较大，可分为分体式车门和整体式车门、有窗框车门和无窗框车门，因此，在对车门结构进行分析时，车门窗框的结构形式和特点很关键。

2.1.1分体式车门及窗框结构分体式车门的窗框结构通常为滚压型材，经成型焊接等工序后制成独立的窗框总成（E31结构），再与内板焊接，最后合成车门焊接总成。

第八章 车门部件结构设计§8-1 概述车门是汽车车身的主要部件之一，它不仅为司乘人员上下车提供方便的 条件，而且与整车动力性（空气动力性）、舒适性（风流噪声、密封等）和 使用性能（开启方便灵活）等有着密切的关系，同时对整车造型起着协调作 用，并直接影响车身外形的美观。

一、车门的结构型式一一分类现代汽车的车门结构型式很多，一般可按下述几种方式进行分类：1按运动形式，分为：「a ）水平旋转式 一常见的司机门、折叠门、内摆门等;① 旋转式｛ b ）垂直旋转式 一近年轿车上出现的向上 前方旋转的车门;I C ）翼开式一近年轿车上出现的一种 向上旋转开启的车门。

② 平移式——拉门、外摆式车门（外移门）等。

2. 按结构，分为：•无骨架式一一车门由内外两部分冲压钣件组焊而成，大部分司机门、 折叠门均采用此结构；•有骨架式一一车门内外蒙皮焊接在骨架上一一外摆式乘客门。

3. 按门叶的数目，分为：旋转式-双叶式一一乘客门 折叠式一旋转折叠（两叶一组）\平移式一双叶外移门（一前一后）•四叶式一一四叶式折叠门（两叶一组），主要用于城市客车。

各类车型的驾驶员用门，货车及轿车车门多为旋转式，开门方向可以向 前（顺开），或往后（逆开）。

顺开门在行车时较为安全。

平移门(外移门)主要用于客车的乘客门。

4．按有无运动轨道，分为：-单叶式（单扇门）如司机门、安全门、单叶乘客门等；平移式有轨式、无轨式二、对车门设计的要求1．具有必要的开度，并能使车门停在最大开度上，以保证上、下车方便；2．安全可靠。

关闭时能锁住，行车或撞车时不会自动打开；3. 开关方便，操纵方便——升降玻璃，锁止等，或在低气压下(W 0.3MPa) 也能开启灵活;4. 具有良好的密封性——涉及密封胶条特性、设计精度、间隙大小、配合精度等；5. 具有足够的刚度，不易变形下沉，行车时不振响；6. 制造工艺好，易于冲压成形，便于安装附件和维护调整；7. 外形上与整车协调；8. 操纵机构必须易于接近，便于调整保养。

摘要车门是车身结构中一个较复杂的总成。

随着社会的发展和汽车工业的繁荣，汽车作为一种交通工具，在人们生活中起着举足轻重的作用。

汽车车身是整车的重要组成部分，而车门作为车身的一个重要组成部分，又发挥着它所特定的功能。

因而对车门也有特定的要求，如开关方便，玻璃升降方便、具有良好的密封、制造工艺性好等。

由此可见，车门结构设计对车身乃至整车都有重大的影响。

本文运用CATIA软件进行车门各系统总成的设计与安装布置，并详细对防撞梁的耐撞性、抗弯性进行分析，并对其结构进行优化。

运用LS－DYNA软件建立侧面碰撞有限元模型，根据C-NCAP侧面碰撞法规要求，进行侧面碰撞CAE 仿真模拟，为进一步结构优化奠定了基础。

关键词：车门；结构；设计；侧面碰撞；计算机模拟AbstractCar body door is a more complex in the body structure. With the development of society and the prosperity of the auto industry, automobile as a traffic tool, in people life plays an important role. The car body is an important part of the whole vehicle, and the doors as an important part of the car body, and play with specific functions. So on the door also have specific requirements, such as switching convenient, glass lift convenient, with good sealing, manufacturing technology. Therefore, the doors of body structure design and the vehicle has significant influence.The use of software for each system CATIA the door of the design and installation arrangement and detailed to guard against the beams of the stamina to run, bent on analysis, and to optimize the use of its structure. The finite model for a certain automobile was created with the software LS-DYNA. According to the C-NCAP side impact rules the simulation analysis was finished，and it established the foundation for further structure optimization.Topic words：Car door；Structure；Design；side impact；computer simulation目录第一章绪论 (1)1.1 车门研究的内容和意义 (1)1.2 汽车CAE技术 (2)1.2.1 CAE技术简介 (2)1.2.2 CAE技术在汽车产品开发中的作用 (2)第二章车门的总成设计和要求 (3)2.1 车门类型的选择 (3)2.2 车门结构的3D建模 (4)2.2.1车门结构总成 (5)2.2.2附件结构图 (6)2.2.3内饰结构图 (7)第三章车门附件的布置 (8)3.1 门锁的布置 (8)3.2 窗框结构确定及玻璃升降器布置 (9)3.2.1 窗框结构的确定 (9)3.2.2 玻璃升降器的布置 (10)3.3 车门铰链布置及运动校核 (13)3.3.1车门铰链轴线的确定 (15)3.3.2运动校核 (16)3.3.3车门运动间隙满足工艺性校核 (17)3.4 限位器布置及运动校核 (17)3.4.1限位器的布置 (17)3.4.2 限位器运动校核 (18)3.5 车门的密封 (19)3.5.1 车门的密封 (19)3.5.2车门密封系统的功能、性能要求 (20)第四章防撞梁的结构优化设计 (21)4.1 汽车防撞梁的对比选择 (21)4.2 汽车防撞梁碰撞性能的评价参数 (22)4.3 汽车防撞梁的耐撞性分析 (23)4.4 防撞梁的抗弯性与结构优化 (23)4.4.1 改变防撞梁的高度 (25)4.4.2 改变截面料厚 (30)第五章侧面碰撞仿真分析 (35)5.1 汽车侧面碰撞国内外研究现状 (35)5.1.1 国外研究现状 (35)5.1.2 国内研究现状 (36)5.2 C-NCAP 侧面碰撞测试方法 (36)5.2.1 侧面碰撞试验条件 (36)5.3 仿真分析模型建立 (37)5.3.1 整车侧面碰撞仿真模型建立 (37)5.3.2 仿真实例 (38)第六章结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)附录 (45)第一章绪论1.1 车门研究的内容和意义随着社会的发展和汽车工业的繁荣，汽车作为一种交通工具，在人们生活中起着举足轻重的作用。

车门系统设计一．车门设计条件1．新开发车型的Class-a数模新车型的Class-a数模是以油泥模型为基础，通过测量设备（三坐标测量机、数字扫描设备）取得油泥模型的表面数据而生成的表面数据，它是车身结构设计的基础，其内容主要包括车身外表面和内饰表面的形状数据、车身和内饰的分块数据、分块间隙与面差要求等。

在正式提供Class-a数模前，必须进行造型阶段的工程可行性分析(SEG分析)，工程可行性分析主要包括结构可行性分析、冲压焊接工艺性分析、装配性分析等，使Class-a数模满足工程技术要求。

2．车身主断面车身主断面是车身设计的基准，它表达了车身主要零部件的主断面形状特征、相关的尺寸，零件之间的装配、焊接关系。

与车门设计有关的主要断面有：前门上下铰链位置断面（断面与前门铰链轴线垂直，主要表示前门铰链、翼子板、A柱下部、前门前部之间的关系）、A柱断面（断面与侧围前门分缝线垂直，主要表示前风窗、侧围、前门前上部之间的关系）、顶盖侧围断面（断面与侧围前门分缝线垂直，主要表示顶盖、侧围、前门上部之间的关系）、B柱上部断面（断面与前门分缝线垂直，主要表示前门后上部滚压件、B柱上部、后门前上部滚压件、密封条之间的关系）、后门上下铰链位置断面（断面与后门铰链轴线垂直，主要表示后门铰链、前门后部、B柱下部、后门前部之间的关系）、前门锁环位置断面（断面与后门铰链轴线垂直，主要表示前门锁、前门后部、B柱下部、后门前部之间的关系）、门槛位置断面（断面与车身X轴线垂直，主要表示前后门与侧围门槛之间的关系）、水切位置断面（断面与车身X轴线垂直，主要表示门内外板、内外加强板、内外挡水条、门玻璃之间的关系）3．参考样车选择合适的参考样车对高质量、高速度地设计出整个车身结构帮助很大。

4．相关的技术条件和法规要求二．车门总成设计构想书1．车门总成由门体，车门附件，和内饰护板三部分组成，车门外板车门内板门体车门加强横梁车门加强板车门铰链门锁机构及内外手柄车门车门附件车门玻璃玻璃升降器密封条固定板芯板内饰护板内饰蒙皮内扶手图1构成车门的主要零部件2．新开发车型零件的名称，图号，材料，料厚，面积，重量和参考样车的零件的名称，图号，材料，料厚，面积，重量。

车身结构车门课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并描述车门的结构组成，掌握车门各部分的名称及功能。

2. 学生能够了解车门在设计过程中考虑的安全、舒适和环保因素。

3. 学生掌握车门相关术语，并能运用专业术语进行讨论。

技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，分析车门结构在设计中的优缺点，并提出改进建议。

2. 学生能够通过实际操作，掌握车门拆装和维修的基本技能。

3. 学生能够运用绘图工具，绘制车门结构示意图。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对汽车工程技术的兴趣，激发探究精神和创新意识。

2. 学生树立安全意识，关注车门设计在保障乘客安全方面的作用。

3. 学生树立环保意识，认识到车门设计在节能减排方面的重要性。

本课程针对初中年级学生，结合学生好奇心强、动手能力逐渐提高的特点，以实用性为导向，注重知识与实践相结合。

课程旨在帮助学生掌握车门结构知识，提高动手实践能力，培养安全、环保意识，激发学生对汽车工程技术的兴趣。

通过本课程的学习，为学生后续相关课程打下坚实基础。

二、教学内容1. 车门结构概述：车门结构组成、各部分功能及术语介绍。

- 教材章节：第二章 汽车结构与设计原理，第三节 车身结构概述。

- 内容列举：车门金属框架、车门内饰板、车门密封条等。

2. 车门设计原理：车门设计考虑的安全、舒适和环保因素。

- 教材章节：第二章 汽车结构与设计原理，第四节 车门设计原理。

- 内容列举：车门防撞梁、车门锁止机构、车门隔音降噪处理等。

3. 车门拆装与维修：车门拆装步骤、维修方法及注意事项。

- 教材章节：第四章 汽车维修与保养，第二节 车身维修。

- 内容列举：车门拆装工具、拆装步骤、维修技巧及安全注意事项。

4. 车门结构实践操作：实际操作车门拆装，绘制车门结构示意图。

- 教材章节：第五章 汽车实践操作，第一节 车身结构实践。

- 内容列举：动手操作、绘图工具使用、车门结构分析。

教学内容按照教学大纲安排，注重科学性和系统性，结合教材章节进行详细讲解，通过理论与实践相结合，帮助学生全面掌握车门结构相关知识。