汽车车门结构形式分析
某车型车门结构分析及优化
某车型车门结构分析及优化汽车科技的进步很大程度上是由鲜血和事故换来的,所以汽车的进步多是出于安全问题考虑的。
从汽车碰撞引发的死亡率和受伤率的历史数据来看,侧面碰撞是排第一位的。
虽然在方向盘和车门上安装了安全气囊和安全带作为防护措施,但由于车门与人相距较近,若车门结构不合理或其强度太低,那么这些安全措施也无法很好的保证乘客安全。
另外,车门作为乘客和乘客舱的唯一进出通道,必须能保证足够的开闭性,在交通事故中车辆即使被挤压变形,也要保证车门能够正常的开启。
所以本文在国内外大量的研究基础上,针对我实验室某车型白车身的车门,在保证各部件刚度的有效范围内,进行静力学、动态、刚度和模态分析。
同时,针对低阶模态,在力求避开发动机、路面等激励频率的条件下,对该车门进行结构优化和轻量化设计等方面的研究。
以下为具体内容:(1)车门结构的有限元模型。
叙述了建模的具体过程,材料属性,厚度等参数,并在建模基础上进行网格划分,最终确定出有限元模型。
(2)车门的模态分析及模态试验。
阐述了模态分析的相关理论,并在有限元软件中对车门进行约束模态的分析,然后对其前几阶模态和振型进行了模态分析,为了验证建立的有限元模型的正确性,通过对实体车门进行模态试验,证明了有限元模型的正确性。
(3)车门的刚度分析。
利用Hypermesh商业有限元软件对不同工况和不同载荷下的车门进行分析,得出了各工况下车门的扭转刚度和下沉刚度。
(4)灵敏度分析。
本文基于灵敏度分析方法提出了一种标准化处理方法和正交化试验相结合的多指标综合评价方法,筛选出对车门性能影响较大的车门零部件。
(5)车门的结构优化设计。
使用最优拉丁超立方试验设计方法对优化设计变量原始厚度20%的进行了样本采样,其次使用有限元模型计算,得到了完整的样本空间,用此样本建立了近似模型,继而对车门开展了优化设计和轻量化等工作,最后以优化结果为准,对有限元模型进行了改进,以提高近似模型的可靠性。
汽车车门结构详解
汽车车门结构详解汽车车门结构详解随着我国改革开放的飞速发展，中国的工业有了长足的进步，在此其中汽车工业的发展又成为了标志性的产业。
下面是汽车车门结构详解，欢迎参考阅读！1.车门的组成汽车的车门，一般由车门内板、车门外板、车门框、车门加强件、车门防撞梁/杆、车门玻璃、车门铰链、车门限位器、车门玻璃、玻璃升降器、车门开启把手、车门锁、内饰板、以及音响等电器元件组成。
2.车门的设计要求汽车车门作为白车身总成的一部分，一方面车门作为车身结构的重要部分之一，它的造型风格、强度、刚度、可靠性、工艺难度、以及成本等都必须要满足车身整体性能的要求；另一方面，车门的开关，以及上下车的方便性等人机工程方面，也要满足车身的要求。
与此同时车门对乘车人的视野、安全性、密封性等都是要对车门提出的要求，而这些要求，又对车身的结构影响较大，那么如何让车门在保证车身结构强度的同时，又获得较好的视野和更加绚丽的外观，就成为了汽车设计者奋斗的目标。
3.车门的结构形式纵观世界车坛，车门的结构形式大体分为：整体式车门、框式车门、冲压件分体式车门、以及无框式车门等。
3.1整体式车门该形式的车门，其车门内板和外板都是由整块钢板制作的，使用大型的压力机，采用冲压成型的工艺将车门的两个主要部件制作出来，这种车门的好处在于零件的质量高，车门总成尺寸精度高，强度好等优点。
此外整体式车门是对造型要求低的，可以应用在造型夸张、现代感强的车型中。
但是由于车门需要有玻璃窗口的存在，所以冲压后的废料较多，材料利用率低。
在德系汽车中比较常见该种形式的车门，其代表车型有：奔驰、宝来等。
3.2框式车门框式车门的结构特点比较明显，它的车门外板下部、车门内板下部、是由汽车钢板冲压而成，而车门的上部，是运用了辊压成型的方式，将钢板辊压成特定口型的长料，再通过拉弯机，将长料制作出符合要求的形状，最后通过小的冲压件与车门内板链接。
这种方式具有材料的利用率高，损耗小，生产效率高等优点。
汽车侧车门结构设计
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。
浅析汽车前车门结构及要求
前门附 件
件
图１ 汽车前门总成分解
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ４ — １ ０
和一些小冲压件拼焊而成的一个 总成件 ，然后窗框 总成与门内板在窗台位置通过焊接 的方式连接成一 个 完整 的车 门 ， 如 图 ４所示 。 分体式车门结构的优点是窗框宽度可以不受冲
文献标识 码： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ３） ０ ７ — ０ １ １ ６ － ０ ２
车 门是车身结构的重要组成部件 ，其性能直接 影响着车身结构性能的好坏。本文针对车门结构的 确定 、 附 件 的布 置 、 运 动校 核 、 结 构 的统 一协 调 、 密 封 性 的 处理 以及 车 门 的安装 等 方 面进 行 了研 究 ，对 车 门结构设计 中的问题进行 了分析。此研究对汽车前 车 门进行全面的结构性能分析 ，为汽车前车门的结 构设 计 优化 提供 了依 据 。
大 部分车 门型使用 敞篷车 运动 型车 、 硬硬车 使用
、
旋转方 向
大部分车 型使用 。 较安 全 ， 不会 因 气 流导致 车门开启 较少崩 不太 安全 。 主要 为乘员方便 上下车 使用
．
后背门使用 较多
图 ２ 整体式 车门
前门焊合
总成
图 ３ 整体式车门框 架结构
２ ． ２ 分体 式车 门及 窗框 结构 在分 体 式 车 门结 构 中 ，整 个 窗框 部 分 从 内外 板 中被 分离 出来 ， 车 门 内、 外 板尺 寸 缩小 为 只有 窗 台以 下 部 分 ，窗 框是 由几 段 通过 滚 压 工艺 成 型 的窗 导 轨
２ 前车 门结构分析
２ ． １ 整体 式车 门及 窗框 结构
第四章：车门结构
电动玻璃升降器主要由电动机、机械 升降机构和控制系统三大部分组成。 驱动电动机差别不大, 均为永磁直流电动
机, 蜗轮蜗杆减速装置,具有正反双向旋转、 高输出转矩、低噪声小体积、扁平外形等特 点。对水及尘埃等异物具有密封性能, 有抑制 和抗无线电干扰装置, 电动机内部还有电流保 护装置。不同之处在于绳轮式电动机的输出 部件为花键, 而叉臂式和软轴式电动机的输出 部件为花键轮。
第二节：车门组成
轿车的车门一般由门体、车门附件和内饰盖板三部分组成
第二节：车门组成
• 轿车、货车驾驶室的车门以及客车驾驶员出入的 车门通常由门外钣、门内钣、窗框(有的车上还 装有三角窗)等组成。 • 门内钣是各种附件的安装基体。在其上装有：门 铰链、升降玻璃及其导轨、玻璃升降器、门锁、 车门开度限位器等附件。有的轿车门内还布置有 暖气通风管道和立体声收放音机的扬声器等等。 为了装配牢固，内板局部还要加强
第三节：车门附件
玻璃升降机构 汽车玻璃升降器通常可有如下分类 按传动结构分 臂式玻璃升降器 单臂式升降器 双臂式升降器 交叉臂式升降器 平行臂式升降器 柔式玻璃升降器 绳轮式升降器 带式升降器 软轴式升降器 丝杠式玻璃升降器 按操纵方式分 手动式玻璃升降器 电动式玻璃升降器 液动式玻璃升降器
第一节：车门设计要求及分类
3.a）内外板整体冲压成型式车门（Full Stamped Inner and Outer Panel）－窗框部分进入到车顶区域 （into roof，从外观看，就是车门上部有面共享了车 顶面） 优点：当然是结构刚性好，密封性好； 缺点：当然是废料多（窗玻璃那么大块要落掉）；增加 了密封成本：如沿着车顶与车门边的密封，沿着风窗与 车门边的密封；不具备整形能力 b）内外板整体冲压成型式车门（Full Stamped Inner and Outer Panel）－窗框部分侧向暴露 （exposed on side，相对于上面类型） 优点缺点与上面类似
第八章车门部件结构设计
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——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：①旋转式向上旋转开启的车门。
近年轿车上出现的一种—c)翼开式前方旋转的车门；近年轿车上出现的向上—b)垂直旋转式、内摆门等；常见的司机门、折叠门—a)水平旋转式⎪⎩⎪⎨⎧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——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——车门内外蒙皮焊接在骨架上——外摆式乘客门。
3．按门叶的数目，分为：·单叶式（单扇门）——如司机门、安全门、单叶乘客门等；平移式旋转式·双叶式——乘客门 ）双叶外移门（一前一后—平移式旋转折叠(两叶一组)—折叠式旋转式·四叶式——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： 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（≤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。
轿车车门结构及相应密封条结构介绍
轿车车门结构及相应密封条结构介绍作者：周致宏 … 文章来源：上海汽车集团股份有限公司技术中心 汽车技术 2009年第10+11期 点击数：2119 更新时间：2009-11-27图1 全尺寸车门内外板结构目前市面上大部分主流车型采用的车门板金结构主要有“全尺寸内外板结构”、“滚压窗框结构”和“半开放式车门结构”，这些不同结构的车门上采用的密封条结构也是不一样的，本文将对上述几种车门结构一一介绍，分析它们各自的特点，以及各自所采用的密封条的结构形式。
在多年的发展过程中，汽车强国们逐步形成了各自的技术特点和工艺基础，它们所设计生产的产品都具有各自的特点和差异性。
在作为最能体现个性的车身设 计上更能反映出这种差异化特征，特别是在车门结构的设计上，我们能找出好多种在形式上和制造工艺上都不同的车门结构。
经过对大量目前市场中，主流的一些轿 车的车身结构的研究分析，我们总结归纳出几种比较典型的轿车车门板金结构和对应的车门密封系统，下面将一一介绍。
车门板金结构和车门密封系统的组成车门板金的最主要组成部分是车门内板和车门外板，把它们合拢后会形成一个腔体，我们通常把窗台以上部分称为窗框，窗框内有密封条用于固定车门玻璃和导向玻璃升降，窗台以下的腔体内可以布置一些加强梁、加强板和一些功能附件，比如摇窗机、门锁和玻璃等。
图2 全尺寸车门门窗框顶部截面车门的密封系统主要针对两个区域，一个是门洞区域的密封，它主要是靠安装在侧围门洞翻边上的一圈内侧门密封条或是安装在车门上的一圈外侧门密封条来 密封整个门洞。
有些车型两圈密封条都有，有些只用一圈密封条，不同车型根据性能需求或成本目标来选取采用何种密封策略。
车门上另外一个需要密封的区域是门 窗区域，这主要是靠窗框上的玻璃导槽密封条和内外侧两根窗台密封条来实现密封，它们同时还要起到使门窗玻璃能够平稳地上下升降的作用，通常玻璃导槽密封条 是整车密封系统中要求最高、结构最为复杂的。
接下来我们将介绍三种目前主流的门结构，这三种结构是目前被众多车型采用最多的，它们分别是全尺寸车门内外板板金结构、滚压窗框结构和半开放式车门结构。
第八章车门部件结构设计汇总
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。
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汽车车门结构形式分析
【摘要】通过分析现有车型的车门结构形式，总结各种结构的优缺点，及应用状况，评价出各类型汽车的最佳车门结构形式，对国产自主品牌汽车的车门结构设计，具有一定的指导意义。
【关键词】车门结构；造型影响；成本分析；最佳形式
随着我国改革开放的飞速发展，中国的工业有了长足的进步，在此其中汽车工业的发展又成为了标志性的产业。
回顾近十年，随着国民收入的增加，人均可支配额度也大幅提升。
汽车的消费已经走进了寻常百姓的生活，据不完全统计，在国内一二线城市中，每一百户家庭，就有汽车25.7辆。
到2015年底，该数字还将上升，有望突破30辆。
如此庞大的汽车市场，国有自主品牌汽车的份额正在逐年提升，无论在品质还是产量上，都是变化飞快，国有自主品牌汽车，已经逐渐告别了以往完全照搬，不懂设计，徒有其表的年代。
今天的国有自主品牌汽车的设计，已经逐渐的加入了中国式的元素，其中车门的设计更是有赶超合资品牌的趋势。
1.车门的组成
汽车的车门，一般由车门内板、车门外板、车门框、车门加强件、车门防撞梁/杆、车门玻璃、车门铰链、车门限位器、车门玻璃、玻璃升降器、车门开启把手、车门锁、内饰板、以及音响等电器元件组成。
2.车门的设计要求
汽车车门作为白车身总成的一部分，一方面车门作为车身结构的重要部分之一，它的造型风格、强度、刚度、可靠性、工艺难度、以及成本等都必须要满足车身整体性能的要求；另一方面，车门的开关，以及上下车的方便性等人机工程方面，也要满足车身的要求。
与此同时车门对乘车人的视野、安全性、密封性等都是要对车门提出的要求，而这些要求，又对车身的结构影响较大，那么如何让车门在保证车身结构强度的同时，又获得较好的视野和更加绚丽的外观，就成为了汽车设计者奋斗的目标。
3.车门的结构形式
纵观世界车坛，车门的结构形式大体分为：整体式车门、框式车门、冲压件分体式车门、以及无框式车门等。
3.1整体式车门
该形式的车门，其车门内板和外板都是由整块钢板制作的，使用大型的压力
机，采用冲压成型的工艺将车门的两个主要部件制作出来，这种车门的好处在于零件的质量高，车门总成尺寸精度高，强度好等优点。
此外整体式车门是对造型要求低的，可以应用在造型夸张、现代感强的车型中。
但是由于车门需要有玻璃窗口的存在，所以冲压后的废料较多，材料利用率低。
在德系汽车中比较常见该种形式的车门，其代表车型有：奔驰、宝来等。
3.2框式车门
框式车门的结构特点比较明显，它的车门外板下部、车门内板下部、是由汽车钢板冲压而成，而车门的上部，是运用了辊压成型的方式，将钢板辊压成特定口型的长料，再通过拉弯机，将长料制作出符合要求的形状，最后通过小的冲压件与车门内板链接。
这种方式具有材料的利用率高，损耗小，生产效率高等优点。
而制约该种形式发展的是整车产量，因为辊压是一种复杂的加工方式，往往需要几十组辊压轮，有时甚至会超过一百组辊压轮，这些需要较大的场地、较高的前期投入、以及较高的技术投入。
当然如果该车型能有大的产量，或者可以多种产品共线生产、同一辊压条形能广泛使用，这将给生产线成本的分摊提供有力的支持。
由于框式车门中辊压条形的口型一般都比较复杂，因此对后续的拉完产生了很大的制约，比如大的弯角、宽度的变化等，都是框式车门在造型设计阶段必须要避免或者需要反复校核的。
这种框式车门结构是丰田、现代等日韩汽车品牌所广泛应用的。
因为这些品牌不仅产量较大，而且各个车型之间的平台化和标准化应用的比较成熟。
3.3冲压件分体式车门
冲压件分体式车门的结构是最近几年才刚刚广泛应用的，这种结构有这显著的结构特点。
它的外板只有车门下部的一半，而车门内板是整体的，利用车门上的密封条来替代车门外板的上半部分，这种结构是既有整体式车门总成的质量容易控制的优势，又提高了金属板材的材料利用率。
本应该是一种综合了各种门框优点的结构，但是这种结构的设计难度基本都集中在密封条的设计上，而目前国内汽车零部件配套企业对这种结构的生产加工和质量控制，都还处于摸索阶段；很难能制造出这种结构下高质量的密封条系统。
即使下大力气制造出这种密封条，其成本也远远高于其他结构的密封条。
因此冲压件分体式车门结构到目前为止，仍然仅用在高端合资品牌，如：奥迪和大众的部分车型中。
3.4无框式车门
无框式车门是年轻人的最爱，这种结构的车门在车门打开的时候是发现不到上框存在的，整个车门的上部只有一块无边框的玻璃，造型非常拉风。
多年以来，这种结构在跑车上的运用是颇受好评的，由于上半部分没有任何可以支撑玻璃的结构，这对玻璃升降器和密封系统提出了极大的挑战。
而跑车高昂的售价为零部件的设计和制造提供了沃土，当成本不再是问题的时候，很多设计都变得大胆起
来。
为了提高玻璃周边结构的稳定性，只能缩小玻璃在高度方向的尺寸，这样也就限制了车辆本身的高度，而这正是跑车在追求性能的同时所需要降低风阻的有效形式。
因此低矮时尚的跑车成了这种结构的领军者。
奔驰和宝马的跑车也就成了这种结构最好的代表作。
4.结论
按照目前国内自主品牌汽车的生产实力和销量来看，整体式车门和框式车门应该成为未来的发展趋势，如果同一个车企能够将这两种结构运用到整个产品线中，那么将整车的设计提升一个档次。
在一款新的车型的研发之初，我们首先关注的是它的产品定位，如果是家用经济型的A级汽车，面对的销售人群是事业刚刚起步的年轻人，那么我们就可以选用框式车门结构，既能降低成本，让价格更加亲民，又能提供较好的刚度；如果新车型的定位是一款稳重大气的B级汽车，面对的销售人群是有一定经济实力的成功人士，整体式车门所能提供的造型优势以及厚重的使用感受，将会成为吸引给客户眼球的亮点。
【参考文献】
[1]成艾国，沈阳，姚佐平著.汽车车身先进设计方法与流程.机械工业出版社，2011.
[2]张金换等著.汽车碰撞安全性设计.清华大学出版社，2010.
[3]黄金陵主编.汽车车身设计[J].机械工业出版社，2007.。