举升门气弹簧布置与支撑力计算

单位：上海同捷科技股份有限公司姓名：许晓晖

拟晋级别：中级

举升门气弹簧布置与支撑力计算

许晓晖

摘要：气弹簧助力式开启机构是目前乘用车上经常采用的一种结构。目前国内汽车车身设计中，对于气弹簧布置、选用采用逆向方法较多。即以标杆样车为参照，来布置设计车，以标杆车使用的气弹簧为基础样件，然后通过CAE运动分析来进行校核。本文从正向设计出发，以举升门为例，详细介绍了举升门气弹簧的布置与支撑力计算的设计过程，为新车设计正向布置气弹簧提供借鉴。

关键词：举升门气弹簧布置

气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。气弹簧与其它弹簧相比具有尺寸小、容易布置、可靠性高及弹力随行程的变化小等特点，可在-40℃——80℃范围内工作，温度对其弹力的影响不到4%。气弹簧在专业生产厂家均按标准化和系列化设计，使用和维修也更加方便。本文就汽车设计中经常应用的气弹簧布置，以举升门气弹簧的应用设计进行分析。

一、确认举升门铰链转轴中心位置

在举升门气弹簧应用设计之前必须确认：举升门两个铰链是否同轴；举升门在沿着铰链轴转动过程中与车身部件有无干涉（一般要求间隙应大于3mm）；是否有气弹簧安装空间。铰链转轴中心是后续设计的基准。

二、确定举升门的开启角度

根据人机工程学分析来确定举升门的开度，目前对举升门开到最大位置车门下边沿的离地高度法规没有规定。依据整车总布置状态，确定该车型的举升门开启最大角度为94°，举升门最高点离地高度为2002mm。这样定义既考虑到人的头部不易碰到举升门下部最低点，也照顾到关门操纵时手部能很容易接触到拉手。

三、计算气弹簧上、下安装点的位置及有效行程

气弹簧和安装座通过带有螺纹段的轴销连接。气弹簧的安装点理论上是指气弹簧两端轴销上球头转动中心。有效行程是指气弹簧在车门关闭到车门完全开启长度变化的尺寸。

首先根据车身状态确定上安装点，具体要求：

●安装面应满足气弹簧运动不引起干涉的要求，必要时调整安装面；

●安装面内部设计适合强度要求的螺母加强板。

开启角度，上安装点确定之后，根据装配和运动关系，做出下示示意图。为了简化计算，这里所做的示意图忽略气弹簧摆放位置在车身Y向的偏离角度。

图1 气弹簧示意图

在上图中：

O点为举升门铰链中心轴

A点为气弹簧上安装点（在车身门框上）

B点为门完全关闭时，气弹簧下安装点（在举升门上）

点为门完全开启时，气弹簧下安装点（在举升门上）

设气弹簧的有效行程为x，n为弹簧两端头结构占用长度之和；则AB=x+n，AB

=1.5x+n n值一般根据气弹簧结构不同，取值范围在90-120mm，现暂取100mm。

OA已知，OA=142mm，OB

=OB=OA+AB=142+(x+n)=242+x，α=94°

在△OAB

中利用余弦定理得出：

12=OA2+OB

2-2×OA×OB

×cosα

(1.5x+100)2=1422+(242+x)2-2×142×(242+x)×cos94°

求解取整：x=320

则AB=420mm

气弹簧上安装点的位置为A点，B点设在举升门上，距A点的长度为320+100=420mm。

当铰链转轴中心、上安装点、下安装点位于一条直线上时，气弹簧的力臂为零，对举升门转动不做贡献，此位置称作为气弹簧工作死点。实际根据布置的局限，A点会偏移OB 连线。

四、确定举升门的总质量及质心位置

举升门的总质量是多项由金属和非金属材料组成部件的质量之总和。包括举升门钣金件、后风挡玻璃、后雨刮器系统（包括电机与刮臂）、牌照灯及装饰板、后牌照、门锁，门内护板等。在得知零件密度的前提下，利用CATIA的测量命令可自动计算出质量和质心坐标。

通过测算，举升门质量为30.55kg，质心坐标转换为XZ平面坐标点（以举升门铰链中心轴位原点，如图1坐标轴）为（X=197.22，Y=0，Z=-480.21）

五、计算气弹簧的最小支撑力，分析举升门的开启力和关闭力

1.举升门XZ平面工况要求

举升门的运动状态如图示

图2 举升门XZ平面运动状态示意图

在上图中

G为举升门的重力

E点为举升门的质心

状态1——举升门下平衡点

状态2——举升门上平衡点

状态3——举升门处于水平位置（重心E与O的连线OE水平）

状态4——举升门完全开启

状态0-1——举升门重力力矩大于气弹簧支撑力力矩，开启时需提供外力才能将门打开

状态1-2——举升门重力力矩等于气弹簧支撑力力矩，此时举升门处于平衡区域，无须提供外力举升门即可处于静止状态。

状态2-4——举升门重力矩小于气弹簧支撑力力矩，举升门会自行打开，直至达到气弹簧最大行程处（举升门完全开启），状态3时重力力矩最大。

2.气弹簧所需的最小支撑力

如下图，当举升门完全开启时，根据受力情况，推导气弹簧所需的最小支撑力计算公式。

图3 举升门受力分析

其中：

F——气弹簧支撑力

d——气弹簧支撑力力臂

G——举升门的重力

k——举升门的质心到铰链转轴中心的距离

α——举升门开启角度

β——质心与铰链转轴中心的连线与OB1之间的夹角

θ——举升门关闭时，OB与垂线之间的夹角

并且令∠OAB1=γ

对O点取力矩

其中：

则气弹簧的支撑力为：

当θ+α-β=90°时，即α=90°+β-θ时，力F最大，此时举升门处于水平位置。在△OAB1中，

其中：OA =142mm，AB

1=580mm，OB

=562mm

则计算得：γ=75.7°

则计算出：F max=1130N，使用两支气弹簧，因此，单个气弹簧的最小支撑力为565N，即气弹簧的最小支撑力必须大于565N才能支撑住举升门。

而且一般气弹簧的最小支撑力比理论计算值要大于10%—20%，取中间值15%，则气弹簧的最小伸展力F1=650N

3.举升门的开启力和关闭力分析

当举升门开启时，受力情况如图4所示

图4 举升门开启时受力分析

其中：

F O为举升门开启力

L O为开启力力臂

F PO为举升门开启时，气弹簧的助力

K O为举升门重力力臂

对O点取力矩

从上式可以看出，适当增加气弹簧助力F PO的力臂d O（图4中d

=0），则可以减小开

启力，即可以将A点向左侧调整，使A点不在OB连线上。

当举升门关闭时，受力情况如图5所示

图5 举升门关闭时受力分析

其中：

F C为举升门关闭力

L C为关闭力力臂

F PC为气弹簧的支撑力

K C为举升门重力力臂

对O点取力矩

从上式可以看出，适当减小气弹簧支撑力F PC，则可以减小关闭力，根据支撑力的推导公式：

因为α＞90°可以看出只有当（θ-β）越大，支撑力越小，因此适当将气撑杆的下安装点B往右侧移动，可以减小举升门关闭力。

六、总结

经过以上的理论分析计算，气弹簧的几何尺寸、最小支撑力等基本参数已经可以确定。根据这些基本参数可以在气弹簧供应商产品系列中选择与基本参数接近的现成产品。依据气弹簧的基本参数及所选气弹簧规格形式建立气弹簧3D数模，并进行运动分析，验证举升门开启过程中，气弹簧与周边件有无干涉，气弹簧的球头运动是否自如，有无干涉卡死的现象，根据运动分析结果，做必要的调整。然后应用CAE分析软件，分析安装点周边强度及刚度是否足够，根据分析结果，进行局部加强。

参考文献：

[1]. 潘玉华. 汽车车身气弹簧应用设计分析，众泰控股集团有限公司，2009

[2]. 谷正气. 轿车车身[M].北京：人民交通出版社，2002

气弹簧工作原理

气弹簧弹簧不受外力时，自然伸长为最小行程（指压缩行程）处，即最大伸长处；活塞两边气压相等，由于受力面积不同，产生压力差提供气弹簧的支撑力；气弹簧运动中瞬时提供的总支撑力包括两部分：压力差产生的支撑力和摩擦力。外力压缩气弹簧，由于撑杆在气室内体积增大，压缩气体的有效容积变小，气室气压变大，压力差产生的支撑力变大；摩擦力变化：气室压力越大，摩擦力越大，撑杆运动越快，摩擦力越大，离自然伸长处越远，摩擦力越大；气温影响气弹簧支撑力：气温越低，气室压力越低，气弹簧提供的支撑力越小。气弹簧是以气体和液体为工作介质的一种弹性元件，由压力管，活塞，活塞杆及若干联接件组成,其内部充有高压氮气，由于在活塞内部设有通孔，活塞两端气体压力相等，而活塞两侧的截面积不同，一端接有活塞杆而另一端没有，在气体压力作用下，产生向截面积小的一侧的压力，即气弹簧的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的氮气压力或者不同直径的活塞杆而设定。与机械弹簧不同的是，气弹簧

具有近乎线性的弹性曲线。标准气弹簧的弹性系数X介于1.2和1.4之间，其他参数可根据要求及工况灵活定义气弹簧（gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。目前，该产品在医疗设备、汽车、家具、纺织设备、加工行业等领域都得到了广泛地应用。根据不同的特点及应用领域，气弹簧又被称为支撑杆、调角器、气压棒、阻尼器等. 气弹簧的基本原理是在密闭的腔体内压入惰性气体和油、或则油气混合物。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。产品展示气弹簧介绍一、自由型气弹簧（支撑杆）是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用，只有最短、最长两个位置，在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印刷设备、办公设备、工程机械等行业应用最广。二、自锁型气弹簧（调角器、气压棒）在医疗设备、座椅等产品上应用的最多。该种气弹簧借助一些释放机构可以在行程中的任意位置停止，并且停止以后有很大的锁紧力（可以达到10000N以上）。三、随意停气弹簧（摩擦式气弹簧）主要应用在厨房家具、医疗器械等领域。它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间：不需要任何的外部结构而能停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力。（选型参数基本可以参考自由型气弹簧）

Q CS 05 011-2015 后背门气弹簧设计计算方法

Q/CS 众泰控股集团有限公司企业标准 Q/CS 05.011-2015 后背门气弹簧设计计算方法（修订）发布

前言本标准由众泰汽车工程研究院车身部提出。本标准由众泰汽车工程研究院车身部归口管理。本标准由众泰汽车工程研究院车身部负责起草。本标准主要起草人：黄子洲。本标准第一次修订。本次修订增加了“5.3.6高低温交变”，“5.4.0球销的插拔力”，对“5.3.8耐久性”进行了部分更新。

后背门气弹簧设计计算方法 1 范围本标准规定了后背门气弹簧的技术要求、试验方法和设计计算等。本标准适用于油气混合式及变阻尼式汽车用压缩气弹簧。 2 引用标准 QC/T 207—1996汽车用普通气弹簧 JB/T 10418—2004 气弹簧设计计算 JB/T 8064.1—1996 压缩气弹簧技术条件 GB/T 1771—91 色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定 GB/T 1740—79 漆膜耐湿热测定法 GB 1800—79 公差与配合总论标准公差与基本偏差 GB/T 2348—93 液压气动系统及元件缸内径及活塞杆外径 GB 2349—80 液压气动系统及元件缸活塞行程系列 GB 2828—87 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查) GB 6458—86 金属覆盖层中性盐雾试验(NSS 试验) GB 6461—86 金属覆盖层对底材为阴极的覆盖层腐蚀试验后的电镀试样的评级 GB/T 13913—92 自催化镍–磷镀层技术要求和试验方法 JB 2864—81 汽车用电镀层和化学处理 JB/Z 111—86 汽车油漆涂层 3气弹簧的术语、符号、定义 3.1 气弹簧是指由一个密闭缸筒和可以在缸筒内滑动的活塞组件及活塞杆组成的以压缩气体为贮能介质的机构。气弹簧的外形及力-位移曲线如下图1。图1

汽车气弹簧设计指导

汽车气弹簧设计指导 1.简要说明 1.1 基本的原理在密闭的缸筒内充入和外界大气压有一定压差的惰性气体或者油气混合物，进而利用作用在活塞上的压力差完成气弹簧的自由运动。该件为标准件，可以从产品系列目录中查询缸筒、活塞杆等匹配参数。 1.2 气弹簧和一般机械弹簧的最大区别：一般性的机械弹簧，其弹簧弹力随着弹簧的运动有着非常大的变化，而气弹簧在整个运动行程中力值变化相对较小。1.3 其主要零部件及名字(如图所示)。 1.4零部件材料及工艺序号零件名常见材料外观要求/表面处理 1 球头销45#渗氮、镀锌、达克罗（耐腐蚀强）处理 2弹簧卡片65Mn 3活塞杆 35# 镀铬（银色）或渗氮（黑色）〈出口欧洲的车必须渗氮处理，以满足其环保要求〉 4缸筒精轧钢管20 喷漆处理5导向环Q2356 密封件 NBR（丁晴橡胶）球头球头销支架缸筒活塞杆弹簧卡片

7活塞Q235 8球头PA66+30%GF 1.5机构原理 1.5.1同样尺寸的气弹簧可以根据缸筒内部存储的气体压力大小来调整举力的大小。 1.5.2气弹簧举升速度的大小可以根据活塞上的过油孔的大小来调整，一般分为￠0.3mm￠ 0.5mm￠0.6mm等，过油孔越大，举升速度越快，造成的冲击越大，比如：举升速度过大可采用￠0.3mm。（阻尼油在气弹簧运动到阻尼区时才通过过油孔，此前只有气体流过，该特性由油的运动特性：高压区低压区决定）。 1.5.3阻尼油、举力、密封圈材料影响气弹簧低温性能，例如：出口俄罗斯的气弹簧所用阻尼油型号HS32，凝固点-50℃；密封圈材料丁晴橡胶的低温脆性温度由原来的 -40℃改为-50℃。 1.5.4如有支架，建议料厚为3mm，可以根据力的大小对支架进行工艺处理如：冲压出凹槽来增加强度。 1.6安装方式 1.6.1气弹簧整车布置位置分为：前机盖支撑和后备门支撑两种。前机盖支撑有B11、T11 等车型，后备门支撑有A15、S11、B14等车型。 1.6.2气弹簧支撑方式的布置可分为：直立支撑和旋转支撑，目前我公司采用直立支撑的有：S21S22旋转支撑的有：S11S12A11A18B11。支撑方式的布置是由后备门铰链轴所处的位置来决定的。 1.6.3尼龙球头可根据与气弹簧联接的两个钣金平面进行设计：分为普通直式和斜倾式（下图），当球窝转动角度小于20°时，选用直球窝；当球窝转动角度大于等于20° 小于35°时，选用斜球窝；当球窝转动角度大于等于35°时，选用支架。一般尽量不用支架，支架容易出现晃动，定位麻烦，且增加价格。

桩基承载力计算公式(老规范)

一、嵌岩桩单桩轴向受压容许承载力计算公式采用嵌岩的钻（挖）孔桩基础，基础入持力层1～3倍桩径，但不宜小于1.00m，其单桩轴向受压容许承载力[P]建议按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024—85第4.3.4条推荐的公式计算。公式为：[P]=(c1A+c2Uh)Ra 公式中，[P]—单桩轴向受压容许承载力(KN)； Ra—天然湿度的岩石单轴极限抗压强度(KPa)，按表4.2 查取，粉砂质泥岩：Ra =14460KPa；砂岩：Ra =21200KPa h—桩嵌入持力层深度(m)； U—桩嵌入持力层的横截面周长(m)； A—桩底横截面面积(m2)； c1、c2—根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的系数。挖孔桩取c1=0.5，c2=0.04；钻孔桩取c1=0.4，c2=0.03。二、钻（挖）孔桩单桩轴向受压容许承载力计算公式采用钻（挖）孔桩基础，其单桩轴向受压容许承载力[P]建议按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024—85第4.3.2条推荐的公式计算。公式为：[]()R p A Ul Pσ τ+ = 2 1 公式中，[P] —单桩轴向受压容许承载力(KN)； U —桩的周长(m)； l—桩在局部冲刷线以下的有效长度(m)； A —桩底横截面面积(m2)，用设计直径(取1.2m)计算；

p τ— 桩壁土的平均极限摩阻力(kPa)，可按下式计算： ∑==n i i i p l l 11ττ n — 土层的层数； i l — 承台底面或局部冲刷线以下个土层的厚度(m)； i τ— 与i l 对应各土层与桩壁的极限摩阻力(kPa)，按表 3.1查取； R σ— 桩尖处土的极限承载力(kPa)，可按下式计算： {[]()}322200-+=h k m R γσλσ []0σ— 桩尖处土的容许承载力(kPa)，按表3.1查取； h — 桩尖的埋置深度(m)； 2k — 地面土容许承载力随深度的修正系数，据规范表 2.1.4取为0.0； 2γ— 桩尖以上土的容重(kN/m 3)； λ— 修正系数，据规范表4.3.2-2，取为0.65； 0m — 清底系数，据规范表4.3.2-3，钻孔灌注桩取为 0.80，人工挖孔桩取为1.00。

二级汽车减震器设计

摘要在本文中，设计适合中国城市道路一般使用的双级双作用筒式减震器的。首先，根据汽车减震器阻尼系数的质量计算来确定气缸的结构参数，然后建立流体动力学模型，一个理想的标准减震器阻尼特性曲线首先选择，然后使用阻尼特性曲线的理想方法近似，对每个气门机构的设计计算，在此基础上，该阻尼器的整个设计，和主要部件的强度被检测。关键词：二级减振器；流体力学模型；理想特性曲线；强度校核

Abstract Dual use it for general urban Chinese road design drum shock absorbers. First, the shock absorber damping coefficient, calculated according to the mass of the vehicle. Cylinder configuration parameters are determined. Then hydrodynamic model. Methods valve and the Department is calculated and designed, the way the damping characteristics of the shock absorbers ideal standard curve. After that, a group of dual-use drum shock absorber design. The main portion of the intensity of the shock absorber is checked. Key words: Double absorber; hydrodynamic model; characteristics of the ideal curve; strength checking

4.2 轴心受压构件承载力计算

4.2 轴心受压构件承载力计算按照箍筋配置方式不同，钢筋混凝土轴心受压柱可分为两种：一种是配置纵向钢筋和普通箍筋的柱(图4.2.1a)，称为普通箍筋柱；一种是配置纵向钢筋和螺旋筋（图 4.2.1b）或焊接环筋(图4.2.1c)的柱，称为螺旋箍筋柱或间接箍筋柱。需要指出的是，在实际工程结构中，几乎不存在真正的轴心受压构件。通常由于荷载作用位置偏差、配筋不对称以及施工误差等原因，总是或多或少存在初始偏心距。但当这种偏心距很小时，如只承受节点荷载屋架的受压弦杆和腹杆、以恒荷载为主的等跨多层框架房屋的内柱等，为计算方便，可近似按轴心受压构件计算。此外，偏心受压构件垂直于弯矩作用平面的承载力验算也按轴心受压构件计算。一、轴心受压构件的破坏特征按照长细比的大小，轴心受压柱可分为短柱和长柱两类。对方形和矩形柱，当≤8时属于短柱，否则为长柱。其中为柱的计算长度，为矩形截面的短边尺寸。 1．轴心受压短柱的破坏特征配有普通箍筋的矩形截面短柱，在轴向压力N作用下整个截面的应变基本上是均匀分布的。N较小时，构件的压缩变形主要为弹性变形。随着荷载的增大，构件变形迅速增大。与此同时，混凝土塑性变形增加，弹性模量降低，应力增长逐渐变慢，而钢筋应力的增加则越来越快。对配置HPB235、HRB335、HRB400、RRB400级热轧钢筋的构件，钢筋将先达到其屈服强度，此后增加的荷载全部由混凝土来承受。在临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，最后，箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩裂而破坏（图4.2.2）。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。当短柱破坏时，混凝土达到极限压应变=0.002，相应的纵向钢

气弹簧使用指引

气弹簧使用指南一、气弹簧综述气弹簧(gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的弹性元件。气弹簧的基本原理是在密闭的缸体内充入具有一定压力的氮气和油、或油气混合物，进而利用作用在活塞杆或活塞截面上的压力使气弹簧产生推力或拉力，气弹簧和机械弹簧的最大区别在于：前者的力－位移曲线斜率很小，在整个运动行程中力值基本保持不变，后者的力－位移曲线斜率很大。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。 ※自由型气弹簧（压缩气弹簧）只有伸展（无外力作用下，长度最长）和压缩（外力大于气弹簧的推力，长度最短）两种状态，在行程中无法自行停止，主要起支撑作用，该类气弹簧有恒阻尼和变阻尼两种结构。在汽车、工程机械、纺织机械、印刷机械、办公家具等行业得到广泛应用。 ※自锁型气弹簧（升降可锁定气弹簧、角调可锁定气弹簧）通过其内部的阀门可以将气弹簧锁定在行程的任意位置，根据内部结构的不同，该类气弹簧有弹性锁定、压缩刚性锁定、拉伸刚性锁定、压缩拉伸双向刚性锁定等类型。自锁型气弹簧同时具备支撑、高度和角度调节的功能，而且操作方便灵活，结构简单。因而在医疗设备、家具、汽车等行业得到广泛应用。 ※随意停气弹簧（平衡气弹簧）通过其内部特殊的平衡阀机构，加上合理的外界负载设计，可以使气弹簧停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力，它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间。主要应用在厨房家具、医疗器械、电子产品等行业。 ※牵引气弹簧（拉伸气弹簧）是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等产品。 ※阻尼器通过活塞上的阻尼结构可使阻尼力随着运动速度而改变，可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用，该类产品有多种结构以适合不同的用途。在汽车、家电产品、医疗设备上都用得比较多。二、气弹簧型号标记方法 ※气弹簧的标记由1代号、2活塞杆直径、3缸体外径、4行程、5伸展长度、6活塞杆端接头形式与缸体端接头形式、7最小伸展力组成。规定如下： ×××××/××-×××-××× (××-××) ××× 1 2 3 4 5 6 7 ※各种气弹簧代号：压缩气弹簧（YQ）、升降可锁定气弹簧(SKQ)、角调可锁定气弹簧（JKQ）、平衡气弹簧(PQ）、拉伸气弹簧(LQ)、阻尼器(ZQ) ※活塞杆直径、缸体外径、行程、伸展长度单位为毫米(mm)，最小伸展力单位为牛顿(N) ※接头形式代号：单片(O)、双耳(U)、单耳(L)、球铰(B)、螺纹(M)、锥度(S) ※标记示例：压缩气弹簧的活塞杆直径为10mm，缸体外径为22mm，行程为260mm，伸展长度为630mm，活塞杆端接头为单片式，缸体端接头为球铰式，最小伸展力为380N。标记为：YQ10/22-260-630(O-B)380 三、气弹簧规格系列

民用飞机气弹簧计分析

民用飞机气弹簧设计分析-机械制造论文民用飞机气弹簧设计分析唐行微（上海飞机设计研究院结构部，中国上海201210）【摘要】气弹簧是性能可靠和安装方便的定制结构件，相对于民机上使用的传统机械弹簧单元在重量上具备优势。本文介绍了气弹簧的组成结构和工作方式，通过民用飞机舱门设计中的工程实例简要描述了在民机舱门上气弹簧设计的方法，通过CATIA仿真来模拟气弹簧的安装及运行来优化气弹簧的各项基本参数，并且给出了民机气弹簧的可靠性计算标准。关键词气弹簧；民机舱门；可靠性 0 前言气弹簧是一种可以实现支撑、缓冲、制动、高度及角度调节等功能的零件，在工程机械中，主要应用于雷达罩、口盖、舱门等部位。气弹簧主要由活塞杆、活塞、密封导向套、填充物、压力缸和接头等部分组成，在密闭的缸体内充入和外界大气压有一定压差的惰性气体或者油气混合物,进而利用在活塞杆横截面上的压力差完成气弹簧自由运动。工作时，惰性气体、油液通过活塞上的阻尼孔时产生阻尼作用，控制气弹簧的运行速度，其运行速度相对缓慢、动态力变化不大。在飞机结构舱门设计中经常使用弹簧作为机构功能实现的一部分单元，通常用于提供手柄回弹的回复力，机构运作的助力以及防止机构意外运动的过中心阻力。其中用于提供助力和阻力的弹簧通常为压缩弹簧，舱门设计中通常采用传统机械弹簧，这种设计存在两方面的劣势：一是传统机械弹簧其材料通常为321固溶钢或者15-5PH不锈钢，在重量上需要付出一定代价，二是目前航空领域弹

簧制造主要通过辅助工具手工弯制，其实际力学性能通常与设计目标存在一定差异且不稳定。气弹簧由于其安装方便，工作平稳，使用安全，成为汽车和机械制造等领域的标准配件。相对于传统机械弹簧，定制气弹簧在确保满足设计需求和重量上具备明显的优势，舱门机构中使用的多处弹簧单元均可使用气弹簧来替代。本文根据实际舱门的结构特点及气弹簧在舱门上的具体应用，对安装在舱门上的气弹簧的运动状态进行了分析和研究，给出了具体舱门气弹簧的设计步骤，同时对于民机舱门在使用条件及可靠性方面做了基本的分析。 1 工程实例某型民用飞机设计舱门重量为8.39kg。舱门重心与铰链臂中心转轴的距离为：360.367mm。由于门体、铰链臂(门体进行开关运动的中心) 和气弹簧构成一个杠杆系统。在门打开过程中，通过门体本身重力和气弹簧阻力的双重作用，控制门下降速度门在完全打开位置时，伸展到极限程度。根据周边结构的实际可安装空间情况确定使用两个气弹簧，并将气弹簧的完全压缩力初步设计为门体重量的3 倍左右，考虑摩擦力等影响，将气弹簧的完全压缩力初步确定为300N。下图为飞机航截面投影面，两侧气弹簧的安装相对于门体对称面为对称结构。

两厢车后背门支撑杆的布置及运动分析

两厢车后背门支撑杆的布置及运动分析【摘要】气动支撑杆开启机构是目前轿车上经常采用的一种结构。由于气动支撑杆生产技术成熟、性能优良等原因，在本次两厢车开发中，后背门的开启机构采用气动支撑杆。工作中借助三维设计软件CATIA和计算和分析优化工具MATLAB，对支撑杆进行了布置，并且从运动学和动力学角度分析了上掀式后背门开启和关闭过程中力和力矩的关系，进而对其进行优化，最后对后背门开启的速度和加速度进行了仿真分析，满足后背门的平稳开启/关闭平稳、助力轻松、使用安全等功能要求。【关键词】CATIA，后背门，气动支撑杆 Abstract: The opening mechanism of gas damper is a kind of structure which is often used in cars. This time when developing the hatchback, use the gas damper。With work on CATIA and MATLAB, from kinematics and dynamics，I analysis the relationship of forces and moments during the opening and closing of hatch back’s backdoor，and optimize the layout of the installation point。As result, the performance of hatchback’s backdoor meets functional requirements which is the steady of backdoor when open or close, and assist, safety. Keywords: CATIA; Backdoor; Gas damper; 1 轿车用气动支撑杆介绍 1.1 构造及支撑力气动支撑杆由活塞、气筒、导杆等构成。如图1所示。图1 气动支撑杆结构简图 Fig.1 Structure diagram of gas damper 气动支撑杆的支撑力：气动支撑杆运动中提供的总支撑力包括两部分：压力差产生的支撑力和相对运动部件之间的摩擦力。由波义耳定律可知，一定质量的气体，其压强与体积的乘积为定数，即体积减小，压强增大，反之，体积变大，压强减小。当施加外力时，导杆在气室内体积增大，致使压缩气体的有效容积变

(完整版)支架承载力计算

支架竖向承载力计算：按每平方米计算承载力，中板恒载标准值:f=2.5*0.4*1*1*10=10KN ；活荷载标准值N Q = (2.5+2 )*1*1=4.5KN ；则：均布荷载标准值为： P1=1.2*10+1.4*4.5＝18.3KN ；根据脚手架设计方案，每平方米由2根立杆支撑，单根承载力标准值为100.3KN ，故：P1=18.3/2=9.15KN<489.3*205=100.3KN 。满足要求。或根据中板总重量（按长20m 计算）与该节立杆总数做除法，中板恒载标准值:f=2.5*0.4*10*20*19.6=3920KN ；活荷载标准值NQ = (2.5+2 )*20*19.6=1764KN ；则：均布荷载标准值为： P1=1.2*3920+1.4*1764＝7173KN ；得P1＝7173KN<100.3*506=50750KN 。满足要求。支架整体稳定性计算：根据公式： [] N f A σ?≤＝式中： N －立杆的轴向力设计值，本工程取15.8kN ；－轴心受压构件的稳定系数，由长细比λ决定，本工程λ＝136，故＝0.367； λ－长细比，λ＝l 0 /i ＝2.15/1.58*100＝136； l 0－计算长度，l 0＝kμh ＝1.155*1.5*1.2＝2.15m ；

k－计算长度附加系数，取 1.155；μ－单杆计算长度系数 1.55；h－立杆步距0.75m。 i－截面回转半径，本工程取1.58cm； A－立杆的截面面积，4.89cm2； f－钢材的抗压强度设计值，205N/mm2。 σ＝15.8/（0.367*4.89）＝88.04N/mm2<[f]=205N/mm。满足要求. 支架水平力计算支架即作为竖向承力支架，也作为侧墙内撑支架，因此需计算支架水平支撑力，即侧墙施工时产生的侧压力。混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。通过理论和实践，可按下列二式计算，并取其最小值： F=0.22γc t0β1β2V1/2 F= γc*H 式中 F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2） γc------混凝土的重力密度（kN/m3）取26 kN/m3 t0------新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。当缺乏实验资料时，可采用t=200/(T+15)计算；t=200/(25+15)=5 T------混凝土的温度（°）取25° V------混凝土的浇灌速度（m/h）;取2m/h H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）;取5.0m β1------外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0； β2------混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50—

气弹簧安装方式

气弹簧的安装方式怎么计算？气弹簧气动支撑杆的安装方法 1 气弹簧的特点气弹簧是一根举力(本文用F表示)近似不变的伸缩杆,在汽车,飞机,医疗器械,宇航器材,纺织机械等领域都有广泛的应用。它的内部构造是一条可在密闭筒腔内作直线运动的活塞杆。密闭筒腔内充满由高压气体和可溶解部分高压气体的液体所构成的液2气两相混合体。气弹簧的举力由高压气体推动活塞杆产生。推动力决定于高压气体的压强。高压气体在液体中的溶解量随气体压缩增加(此过程对应气弹簧工作于压缩阶段),随气体膨胀而减少(此过程对应气弹簧工作于伸长阶段),使得密闭筒腔内的高压气体的密度始终维持一个近似恒值,也就是气压近似不变(即举力近似不变)。 2 气弹簧的安装研究表面上看,将气弹簧安装到客车舱门上非常简单,实际上安装设计所要解决的问题远非所想象的简单。气弹簧在舱门上的一般安装状态已知安装信息只有门体(几何形状,质量,重心,材料等),铰链和开度α要求,未知安装信息却多达6个(X1,X2,Y1,Y2,Z,F)。而由数学理论知道,要解出6个未知数,必须要解出由这6个未知数构成的6个方程式组成的方程组。由此可见,要求设计人员从纯理论形态入手解决气弹簧的安装几乎是不可能的。因此,从工程角度切入,深挖安装信息,简化未知数,是解决气弹簧安装设计问题的关键所在。 2-11 力学分析门体,铰链(门体作开关运动的中心)和气弹簧构成一个杠杆系统。由于气弹簧对铰心的力臂远小于门重对铰心的力臂,所以这是一个费力杠杆系统。即是说,气弹簧举力必须远大于门重才可以将门体支撑起来。这是一个很重要的隐蔽条件。有了这个条件,才可以初选多大举力的气弹簧。气弹簧的举力可以确定为门重的3倍左右。当然也可以确定为门重的2倍,4倍,5倍,6倍左右。对同一个门体来说,相对于气弹簧举力取3倍门重,当气弹簧举力取2倍门重时,气弹簧力臂要增大,工作行程要增大,总长度要增加,安装空间增大;反之,当气弹簧举力取4倍以上门重时,气弹簧力臂要减小,工作行程要减小,总长度要减小,安装空间减小。这可根据实际安装空间选取气弹簧举力。笔者在实际设计中常用3倍数。 2-12 确定气弹簧的上下安装点气弹簧的总长度,工作行程是在确定上下安装点过程中确定的。确定气弹簧上下安装点是整个气弹簧安装设计的最难点。下面以单轴铰链门体为例来说明"两圆法"在进行气弹簧安装设计的应用。安装示意图及有关参数如图2所示。下面的计算是以门体为规则,匀质的理想模型(重心=几何中心)为基础进行的。门体在开门过程中对铰心O的力矩不断变化(小→大→小),有两个峰值,一个是最大值,位于门体处于水平位置(α=90°)时;一个是固定值,位于门体处于开尽位置(α=最大值)时。根据物理学杠杆平衡原理可知,门体要在气弹簧的作用下自动打开和开尽以后长时间不掉下来,气弹簧在门体处于这两个特殊位置时对铰心O的瞬时力矩必须大于等于门体在这两个特殊位置时门重对铰心O的瞬时力矩。由此可以确定气弹簧所需的最大力臂(R),最小力臂(r)分别为(列式,计算过程略): 最大力臂R=G (H/2-h)2F≈G H4F,(当Hmh时)最小力臂r=G (H/2-h) cos(α-90°)2F≈G H cos(α-90°)4F,(当Hmh时)式中G为门重,N;F为气弹簧举力,N;H为门高,mm;h为门顶到铰心的垂距,mm;α为门体最大开度,°;2为每个门使用两支气弹簧作支撑。以铰心O为圆心,以最力臂R,最小力臂r为半径分别作大小两个圆。作小圆的一条切线的延长线交大圆于A点,则A 点为气弹簧的上安装点。气弹簧的下安装点B则必然在此切线下方的某一点上。AB两点的距离L为气弹簧的总长度。需要说明的是:A点必须落在门体内侧并离门面板竖直距离20mm

气弹簧工作原理

弹簧不受外力时，自然伸长为最小行程（指压缩行程）处，即最大伸长处；活塞两边气压相等，由于受力面积不同，产生压力差提供气弹簧的支撑力；气弹簧运动中瞬时提供的总支撑力包括两部分：压力差产生的支撑力和摩擦力。外力压缩气弹簧，由于撑杆在气室内体积增大，压缩气体的有效容积变小，气室气压变大，压力差产生的支撑力变大；摩擦力变化：气室压力越大，摩擦力越大，撑杆运动越快，摩擦力越大，离自然伸长处越远，摩擦力越大；气温影响气弹簧支撑力：气温越低，气室压力越低，气弹簧提供的支撑力越小。气弹簧是以气体和液体为工作介质的一种弹性元件，由压力管，活塞，活塞杆及若干联接件组成,其内部充有高压氮气，由于在活塞内部设有通孔，活塞两端气体压力相等，而活塞两侧的截面积不同，一端接有活塞杆而另一端没有，在气体压力作用下，产生向截面积小的一侧的压力，即气弹簧的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的氮气压力或者不同直径的活塞杆而设定。与机械弹簧不同的是，气弹簧具有近乎线性的弹性曲线。标准气弹簧的弹性系数X介于1.2和1.4之间，其他参数可根据要求及工况灵活定义气弹簧（gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。目前，该产品在医疗设备、汽车、家具、纺织设备、加工行业等领域都得到了广泛地应用。根据不同的特点及应用领域，气弹簧又被称为支撑杆、调角器、气压棒、阻尼器等. 气弹簧的基本原理是在密闭的腔体内压入惰性气体和油、或则油气混合物。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。产品展示气弹簧介绍一、自由型气弹簧（支撑杆）是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用，只有最短、最长两个位置，在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印刷设备、办公设备、工程机械等行业应用最广。（具体参数见本网站或来电索取）二、自锁型气弹簧（调角器、气压棒）在医疗设备、座椅等产品上应用的最多。该种气弹簧借助一些释放机构可以在行程中的任意位置停止，并且停止以后有很大的锁紧力（可以达到10000N以上）。（具体参数见本网站或来电索取）三、随意停气弹簧（摩擦式气弹簧）主要应用在厨房家具、医疗器械等领域。它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间：不需要任何的外部结构而能停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力。（选型参数基本可以参考自由型气弹簧）四、阻尼器在汽车和医疗设备上都用得比较多，其特点是阻力随着运行的速度而改变。可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用。（具体参数请来电索取）五、牵引式气弹簧是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引式气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等。橡胶空气弹簧工作时，内腔充入压缩空气，形成一个压缩空气气柱。随着振动载荷量的增加，弹簧的高度降低，内腔容积减小，弹簧的刚度增加，内腔空气柱的有效承载面积加大，此时弹簧的承载能力增加。当振动载荷量减小时，弹簧的高度升高，内腔容积增大，弹簧的刚度减小，内腔空气柱的有效承载面积减小，此时弹簧的承载能力减小。这样，空气弹簧在有效的行程内，空气弹簧的高度、内腔容积、承载能力随着振动载荷的递增与减小发生了平稳的柔性传递、振幅与震动载荷的高效控制。还可以用增、减充气量的方法，调整弹簧的刚度和承载力的大小，还可以附设辅助气室，实现自控调节。

后背门布置及结构设计指南

目次 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 后背门简介 (1) 4 后背门设计输入条件 (1) 5 后背门设计流程 (2) 5.1 市场调研 (3) 5.2 造型确定 (3) 5.3 法规校核 (3) 5.4 零部件设计 (3) 5.5 工程分析 (3) 6 后背门结构设计 (3) 7 设计检查 (15) 8 设计检查 (15) 9 失效模式及相应措施 (16)

前言为保证本公司后背门布置及结构设计指南设计开发质量，特制定本规范。本规范参照国内外汽车设计公司及汽车生产企业的先进经验编制而成。

后背门布置及结构设计指南 1 范围本指南介绍了后背门设计的输入条件、设计思路和步骤、结构设计。本指南适用于本公司M1类车型的后背门设计。 2 规范性引用文件 GB 15086—2013 汽车门锁及车门保持件的性能要求和试验方法 GB 15741—1995 汽车和挂车号牌板(架)及其位置 ECE R26.03 关于就外部突出物方面批准车辆的统一规定 1003/2010/EU 机动车辆及其挂车后牌照板安装空间和固定型式批准 SAE J686 Motor Vehicle License Plates 3 后背门简介根据目前市场主流的SUV后背门结构分类，后背门可分为：侧开式后背门、侧对开式后背门、上下对开式后背门和上翻式后背门，因市场主流结构为上翻是后背门，所以本设计指南只对此类结构的后背门结构设计和布置展开详细的阐述。 4 后背门设计输入条件后背门设计输入条件包括： a）造型输入：后背门3D CAS数模 b）边界输入：后围3D数模、顶盖3D数模、后保险杠3D数模、扰流板3D数模、后大灯3D数模、后背门亮饰条3D数模。 c）其它文件：性能描述书、设计FMEA和失效案例、参考样品信息（包含样件、图片、拆解工艺）等与设计相关资料文件

标准滚动轴承承载能力计算

标准滚动轴承承载能力计算在跟踪架通用轴系中，标准滚动轴承是重要的部件，轴承的承载能力计算是轴系设计中的关键问题。采用通用轴系后，地平式跟踪架水平轴两端的轴承主要承受径向载荷，同时承受一定量的轴向载荷。垂直轴上的轴承要承载垂直轴及上部转体的负荷，载荷较大；另一方面垂直轴为了满足强度和刚度的要求，轴径一般较大，轴承的尺寸与轴要相互配合，因此使用时必须考虑轴承的尺寸和轴向承载能力。同时为了减少跟踪架的成本，尽量采用轴承厂批量生产的轴承。角接触球轴承按公称接触角分为15°、25°、40°三种类型，公称接触角越大，轴向承载能力越强。目前批量生产的角接触球轴承，尺寸最大是接触角为25°的7244AC，其外形尺寸为220 ×400×65。下表中给出了7244AC 轴承的相关参数轴承额定载荷选取的流程为：（1）计算滚动轴承的当量载荷在实际应用中，根据跟踪架承载状况先估算出轴承承受的径向载荷和轴向载荷，则可计算出此时轴承的当量动载荷P 为：式中X ——径向动载荷系数； Y ——轴向动载荷系数； ——载荷系数。（2）基本额定动载荷 C 选取计算出轴承实际工作时的当量载荷后，当轴承的预期使用寿命选定，轴承最大转速n可知时，可计算出轴承应具有的基本额定动载荷C′，在手册中选择轴承时，所选轴承应满足基本额定载荷 C > C′。

式中 ——温度系数，可从机械设计手册中查得； ε——寿命指数，球轴承取3，滚子轴承取10/3。由于角接触轴承的径向承载能力大于轴向承载能力，而其在垂直轴上的应用主要承受较大轴向载荷，因此必须考虑其轴向承载能力。（3）轴承受轴向载荷时承载能力分析在轴承转速不高时，可以忽略钢球离心力和陀螺力矩的影响，钢球与内外套圈的接触角相等。由赫兹接触理论得到轴承滚动体与内外滚道的接触变形和负荷之间的相互关系，可以表示为式中 —滚动体与内外滚道接触变形总量； K —系数； Q —滚动体承受载荷； t —指数，线接触时为0.9，点接触时为2/3。

举升门气弹簧布置与支撑力计算

举升门气弹簧布置与支撑力计算单位：上海同捷科技股份有限公司姓名：许晓晖拟晋级别：中级

举升门气弹簧布置与支撑力计算许晓晖摘要：气弹簧助力式开启机构是目前乘用车上经常采用的一种结构。目前国内汽车车身设计中，对于气弹簧布置、选用采用逆向方法较多。即以标杆样车为参照，来布置设计车，以标杆车使用的气弹簧为基础样件，然后通过CAE运动分析来进行校核。本文从正向设计出发，以举升门为例，详细介绍了举升门气弹簧的布置与支撑力计算的设计过程，为新车设计正向布置气弹簧提供借鉴。关键词：举升门气弹簧布置气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。气弹簧与其它弹簧相比具有尺寸小、容易布置、可靠性高及弹力随行程的变化小等特点，可在-40℃——80℃范围内工作，温度对其弹力的影响不到4%。气弹簧在专业生产厂家均按标准化和系列化设计，使用和维修也更加方便。本文就汽车设计中经常应用的气弹簧布置，以举升门气弹簧的应用设计进行分析。一、确认举升门铰链转轴中心位置在举升门气弹簧应用设计之前必须确认：举升门两个铰链是否同轴；举升门在沿着铰链轴转动过程中与车身部件有无干涉（一般要求间隙应大于3mm）；是否有气弹簧安装空间。铰链转轴中心是后续设计的基准。二、确定举升门的开启角度根据人机工程学分析来确定举升门的开度，目前对举升门开到最大位置车门下边沿的离地高度法规没有规定。依据整车总布置状态，确定该车型的举升门开启最大角度为94°，举升门最高点离地高度为2002mm。这样定义既考虑到人的头部不易碰到举升门下部最低点，也照顾到关门操纵时手部能很容易接触到拉手。三、计算气弹簧上、下安装点的位置及有效行程气弹簧和安装座通过带有螺纹段的轴销连接。气弹簧的安装点理论上是指气弹簧两端轴销上球头转动中心。有效行程是指气弹簧在车门关闭到车门完全开启长度变化的尺寸。首先根据车身状态确定上安装点，具体要求： ●安装面应满足气弹簧运动不引起干涉的要求，必要时调整安装面； ●安装面内部设计适合强度要求的螺母加强板。

气弹簧工作原理

气弹簧是以气体和液体为工作介质的一种弹性元件，由压力管，活塞，活塞杆及若干联接件组成,其内部充有高压氮气，由于在活塞内部设有通孔，活塞两端气体压力相等，而活塞两侧的截面积不同，一端接有活塞杆而另一端没有，在气体压力作用下，产生向截面积小的一侧的压力，即气弹簧的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的氮气压力或者不同直径的活塞杆而设定。与机械弹簧不同的是，气弹簧具有近乎线性的弹性曲线。标准气弹簧的弹性系数X介于和之间，其他参数可根据要求及工况灵活定义气弹簧（gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。目前，该产品在医疗设备、汽车、家具、纺织设备、加工行业等领域都得到了广泛地应用。根据不同的特点及应用领域，气弹簧又被称为支撑杆、调角器、气压棒、阻尼器等. 气弹簧的基本原理是在密闭的腔体内压入惰性气体和油、或则油气混合物。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。产品展示气弹簧介绍一、自由型气弹簧（支撑杆）是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用，只有最短、最长两个位置，在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印刷设备、办公设备、工程机械等行业应用最广。（具体参数见本网站或来电索取）二、自锁型气弹簧（调角器、气压棒）在医疗设备、座椅等产品上应用的最多。该种气弹簧借助一些释放机构可以在行程中的任意位置停止，并且停止以后有很大的锁紧力（可以达到10000N以上）。（具体参数见本网站或来电索取）三、随意停气弹簧（摩擦式气弹簧）主要应用在厨房家具、医疗器械等领域。它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间：不需要任何的外部结构而能停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力。（选型参数基本可以参考自由型气弹簧）四、阻尼器在汽车和医疗设备上都用得比较多，其特点是阻力随着运行的速度而改变。可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用。（具体参数请来电索取）五、牵引式气弹簧是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引式气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等。橡胶空气弹簧工作时，内腔充入压缩空气，形成一个压缩空气气柱。随着振动载荷量的增加，弹簧的高度降低，内腔容积减小，弹簧的刚度增加，内腔空气柱的有效承载面积加大，此时弹簧的承载能力增加。当振动载荷量减小时，弹簧的高度升高，内腔容积增大，弹簧的刚度减小，内腔空气柱的有效承载面积减小，此时弹簧的承载能力减小。这样，空气弹簧在有效的行程内，空气弹簧的高度、内腔容积、承载能力随着振动载荷的递增与减小发生了平稳的柔性传递、振幅与震动载荷的高效控制。还可以用增、减充气量的方法，调整弹簧的刚度和承载力的大小，还可以附设辅助气室，实现自控调节。气弹簧（gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。目前，该产品在医疗设备、汽车、家具、纺织设备、加工行业等领域都得到了广泛地应用。根据不同的特点及应用领域，气弹簧又被称为支撑杆、调角器、气压棒、阻尼器等. 气弹簧的基本原理是在密闭的腔体内压入惰性气体和油、或则油气混合物。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。一、自由型气弹簧（支撑杆）是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用，只有最短、最长两个位置，在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印

汽车设计-车门外手柄设计规范模板

I 汽车设计- 车门把手设计规范模板XXXX发布

汽车车门把手设计规范 1.范围本规范适用于XX公司汽车侧开式车门塑料外开把手（以下简称“外把手”），其他车门外把手（如：后背门把手）也可以参考使用。 2.术语外开把手：装在汽车车门外侧，用来开启车门的装置。 3.规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修订版）适用于本文件。 GB/ T 10125 人造气氛腐蚀试验盐雾试验 GB/T 12600 金属覆盖层、塑料上镍+铬电镀层 QC/T 625 汽车用涂镀层和化学处理层 4.外把手分类和结构 4.1 从外观看，外把手大致可以分为以下两种形式：翻转式和外拉式，如图1所示。外把手的外观形式完全取决于造型，工程设计需满足造型。因人的审美要求提高，近年来新开发了“隐藏锁芯”式把手。即取消左前门把手端盖锁芯圆孔，更改为可反复拆卸式端盖，需要用锁芯时候用机械钥匙片撬掉端盖即可（见图2）翻转式外拉式图1 外把手结构形式 4.2 从外把手与锁的连接方式看，可分为压杆连接和拉线连接，具体形式取决于锁体外开摇臂的要求以及锁体布置时摇臂与外把手摇臂旋转轴线的夹角。 4.3 外开把手组成部分外拉式外把手包括：手柄外部，端盖，底座，大垫片，小垫片，摇臂及配重块和弹簧等，如图2所示：

图2 翻转式外把手包括：底座、掀盖、摇臂、垫片、销轴和弹簧等，如图3所示：图3 以上为外把手的主要组成部分，具体到各车型会有所不同，但都是在这些结构上扩展而形成的，例如：外手柄扩展为上盖、下盖两部分，底座上设计有侧碰安全机构。 5.外把手人机要求

4.2 轴心受压构件承载力计算

轴心受压构件承载力计算按照箍筋配置方式不同，钢筋混凝土轴心受压柱可分为两种：一种是配置纵向钢筋和普通箍筋的柱(图4.2.1a)，称为普通箍筋柱；一种是配置纵向钢筋和螺旋筋（图）或焊接环筋(图4.2.1c)的柱，称为螺旋箍筋柱或间接箍筋柱。需要指出的是，在实际工程结构中，几乎不存在真正的轴心受压构件。通常由于荷载作用位置偏差、配筋不对称以及施工误差等原因，总是或多或少存在初始偏心距。但当这种偏心距很小时，如只承受节点荷载屋架的受压弦杆和腹杆、以恒荷载为主的等跨多层框架房屋的内柱等，为计算方便，可近似按轴心受压构件计算。此外，偏心受压构件垂直于弯矩作用平面的承载力验算也按轴心受压构件计算。一、轴心受压构件的破坏特征按照长细比的大小，轴心受压柱可分为短柱和长柱两类。对方形和矩形柱，当≤8时属于短柱，否则为长柱。其中为柱的计算长度，为矩形截面的短边尺寸。 1．轴心受压短柱的破坏特征配有普通箍筋的矩形截面短柱，在轴向压力N作用下整个截面的应变基本上是均匀分布的。N较小时，构件的压缩变形主要为弹性变形。随着荷载的增大，构件变形迅速增大。与此同时，混凝土塑性变形增加，弹性模量降低，应力增长逐渐变慢，而钢筋应力的增加则越来越快。对配置HPB235、HRB335、HRB400、RRB400级热轧钢筋的构件，钢筋将先达到其屈服强度，此后增加的荷载全部由混凝土来承受。在临近

破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，最后，箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩裂而破坏（图4.2.2）。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。当短柱破坏时，混凝土达到极限压应变=，相应的纵向钢筋应力值=E s=2×105×mm2=400N/mm2。因此，当纵向钢筋为高强度钢筋时，构件破坏时纵向钢筋可能达不到屈服强度。设计中对于屈服强度超过400N/mm2的钢筋，其抗压强度设计值只能取400N/mm2。显然，在受压构件内配置高强度的钢筋不能充分发挥其作用，这是不经济的。 2.轴心受压长柱的破坏特征对于长细比较大的长柱，由于各种偶然因素造成的初始偏心距的影响是不可忽略的，在轴心压力N作用下，由初始偏心距将产生附加弯矩，而这个附加弯矩产生的水平挠度又加大了原来的初始偏心距，这样相互影响的结果，促使了构件截面材料破坏较早到来，导致承截能力的降低。破坏时首先在凹边出现纵向裂缝，接着混凝土被压碎，纵向钢筋被压弯向外凸出，侧向挠度急速发展，最终柱子失去平衡并将凸边混凝土拉裂而破坏（图4.2.3）。试验表明，柱的长细比愈大，其承截力愈低，对于长细比很大的长柱，还有可能发生“失稳破坏”。由上述试验可知，在同等条件下，即截面相同，配筋相同，材料相同的条件下，长柱承载力低于短柱承载力。在确定轴心受压构件承截力计算公式时，规范采用构件