论文汽车侧面碰撞车门可靠性优化设计，该文是关于优化设计类在职毕业论文范文和优化设计和可靠性和车门有关论文范文资料.
现如今为了便于出行提高生活舒适度,家用轿车已经成为必需品.很多家庭拥有不止一辆轿车,部分家庭甚至更多,这种出行方式在方便人们出行的同时,也积极的推动了国家汽车工业行业的发展,与此同时人们也应该关注到轿车数量的增长所带来的不良后果：道路堵塞增多、交通事故增长以及发动机燃烧废气排放造成的环境污染等,这些不良后果与我国倡导的节能减排规划以及打造友好型环境相违背.其中,交通事故频发,给我们生活带来了恐慌.根据交通部门的有关数据显示,侧面碰撞是引发交通事故的主要原因之一,所以,为了降低汽车给人们带来便利的同时所带来的的负面影响,我们需要不断对汽车的各个部位进行优化和升级.
1我国当前汽车侧面碰撞问题的现状
方便、安全是我们对汽车的两个最基本要求.相关部门发布的数据资料显示,轿车侧面撞击是出现次数最高的交通事故之一,在我国全部撞击类交通事故中,侧面撞击以32%的比率远远高于其它类交通事故；在交通事故所造成的伤亡事故里面,侧面撞击也是导致乘客伤亡最严重的事件,高达30%.于是,全球各国陆续颁布了对应的条款,中国在2006年开始施行国家强制法规《汽车侧面碰撞的乘员保护》,这项标准依照欧洲的ECER95规范实施‘”.侧面撞击是导致交通事故的主要因素之一,为了降低轿车发展带来的不良后果,更好地满足人们对安全、节能环保的需求,我们需要不断地对汽车进行改造和升级优化.
2汽车车门可靠性优化的方式
车门是汽车车身中一个相对独立却又十分重要的零部件,对车辆本身以及乘车人员的安全性具有十分重要的作用.当汽车发生侧面的碰撞事故时,车门能最大程度地较少对车身以及乘车人员造成的伤害,具有保护乘客生命安全的重要作用.因此,在保证车门的碰撞安全性和结构性能的条件下,选择合适的材料、应用合理的优化结构是提高汽车车门碰撞安全性、可靠性的重要方法.
如今我国研究汽车车门碰撞可靠性、安全性主要是根据车门静态挤压、扭转刚度、静态刚度载荷等方面进行研发考虑.针对车门碰撞安全性的改进方案主要包括汽车车门轻量化、提高汽车车门刚度、改善侧面碰撞安全性能等方面圆.
2.1汽车车门轻量化
目前大部分车门使用的材料是普通钢,车门设计时的强度标准参照美国FMVSS214中侧面碰撞静态试验规范‘3].在车辆设计中,汽车的传统使用材料中钢材依然占有很大比重.钢的结构强度比较高、可塑性强、碰撞时可以很好的吸收能量,但是具有密度大、抗腐蚀性能低的缺点,经多方实验表明,铝合金相对来说具有低密度、强度高、抗腐蚀能力强、利用率高等优点,但是铝合金的弹性模量较小、延展性差,在制造过程过需要一定的技术能力.如今随着工业技术的发展,制造能力显著提升,汽车工业中已经攻克铝合金的制造技术,将铝合金材料应用在车门制造上,这是达成汽车车门轻量化的重要手段之一.车门材料采用铝合金来代替原来的普通钢板,改变了车门内外板的厚度,在满足车门碰撞安全性要求的前提下实现车门轻量化.
目前60%以上的钢制车门采用内外板结构：用车门的内板和车门的外板作为框架,中间留有安装车窗、保证车窗上下摇动的空间.然后将车锁、车把手、车窗升降器等部件在车门内板安装,这种结构质量大,不利于车门轻量化；还有一小部分钢制车门采用单板结构：在车门内板上只安装一些功能用的支架和零件,这种结构相对内外板结构来说刚度低、性能不足；此外,开放式结构结合了铝合金材料的应用,用铝合金制成车窗框架相对成本减小,而且有一定的轻量化效果.为了达到更好的轻量化效果,一种框架式车门逐渐得到展现,这种结构的车门的外框架是由液压塑造的管制成的,它将侧面防撞杆和管材充分结合在一起,不仅可以完善车门框架结构,而且缩减了车门材料的使用量,可以有效的降低质量.由于管材和防撞杆设计在一起,在受力时,通过变形缓冲减小了碰撞作用力同时还具有引导外力方向的作用.
2.2汽车车门高刚度
车门的结构设计是车身结构设计的重要环节,其刚度是结构性能的主要评价指标,车门刚度分为车门内板对窗框的挤压刚度、车门外板对窗框的挤压刚度、窗框最上角横向弯曲刚度、窗框中部横向弯曲刚度、密封条处刚度、垂直刚度和窗框最下角缓冲块横向弯曲刚度等7个方面Ⅲ.
其中,车门内板对窗框的挤压刚度、车门外板对窗框的挤压刚度与腰线处刚度有关,窗框最上角横向弯曲刚度、窗框中部横向弯曲刚度、密封条处刚度与窗框处刚度有关.垂直刚度受铰链处安装板影响极大,主要提升方向是优化铰链安装板和加强板；窗框最下角缓冲块横向弯曲刚度受缓冲块附近型面影响较大,主要提升方向是优化局部型面.
此外,应用模块化的车门设计将车门分为内、外丙个模块.内模块应用高强度钢、外模块采用高强度铝合金做为材料.模块化的车门采用液压成型的管材做为材料将侧面防撞杆集合为一个整体,同时车门上框采用滚轧成型技术.这种滚轧成型的车门具有质量小、强度高的优点；车门外板采用液压成型技术也具有抗凹陷能力强的特点；在整个车门的组合工艺中,利用激光焊接装配技术,在一定程度上的提高了车门整体的刚度.
2.3汽车侧面碰撞安全性能的改善
中国人口密度较大,道路交通状况错综复杂,车辆的安全性能参差不齐,这些种种,都是造成交通事故频发的原因.据不完全统计,每年车祸造成的经济损失中,有将近1/3是由于侧面碰撞引起的,人员的死亡率也较大,严重地威胁着人们的生命安全,因此我们需要对侧面碰撞进行深入的了解,争取通过技术手段改善当前的汽车结构,提高汽车的安全性能.
根据汽车侧面碰撞试验的性能指标,假如想增加汽车侧面碰撞的可靠性,就要针对汽车侧面的车身构造展开一定的优化,优化思路是：最大程度降低车门的凹陷深度,确保撞击变形后乘客盆骨周围剩余充足的空间；最大程度地减少侧面撞击过程中传递给乘客的碰撞,也就是降低二次撞击速度,进而减少侧面撞击对乘客造成的伤害‘”.主要有以下几点：
2.3.1阵低车门形变手段
从车门内侧到座椅外侧留有一个最小距离,发生侧面撞击时车门发生的凹陷量不得超过这个最小距离,这种情况下才能够让乘客在遇到侧面撞击后拥有充足的生存空间,避免被挤压在车内.为了保障这一条件,最主要的方式是在车门中安装车门防撞杆；另外也要对座椅横梁、门槛加强梁、窗台加强板、B柱采取一定的强化措施；同时,要确认A、B、C柱与门槛、顶盖安装完好,包含门铰链以及门锁的安全性.由于碰撞时产生的冲击力通过车门传递到门框,导致门框受力,因此车门的凹陷程度由门框的强度决定,门铰链以及门锁的安全性决定了在碰撞发生时车门是否会掉落或者打开.
2.3.2降低二次碰撞速度方法
在增加了车身侧面强度的同时,导致汽车发生侧向撞击时具有较大的侧方加速度,车身的强度与碰撞后的二次速度成正比,所以在设计车身结构时要考虑到车身强度和碰撞二次速度的关系阎.
根据以往外部试验统计数据反映,侧面撞击过程中乘客胸部遭到的伤害大小与B柱腰带（乘客胸部高低距离）装机假人的速度成正比.而且,在研究试验过程也关注到B柱在变形的情况下,腰带处的变形速度是最高的.因此,欲减少侧面撞击过程中对乘客胸部形成的损伤,一定要减少B柱腰带处昀塑性变形速度嗍,为了减小人体腹部以及盆骨伤害则要求必须降低其所对应的人体腹部所在位置和盆骨所处位置车身的变形速度,我们可以将吸能材料添加在汽车的内部对应位置,减少在传递过程中车内板的撞击能量,用此方法来降低车门内侧的变形速度,通过加固车身四周门框、加大乘车人员座椅架的刚度,依靠座椅的支撑和缓冲力量,来降低二次碰撞速度.
3结语
综上所述,随着时代的不断进步,汽车行业在给我们带来便利的同时,也给我们提出了新的要求.汽车设计者、生产者一定要不断更新生产理念,在保障汽车安全性能的基础上,利用新材料、新技术、新工艺减少交通事故的发生.在充分了解我国汽车现状的基础上,不断实践,不断实验和仿真分析,将汽车车门可靠性优化的几种方式投入于生产,一定可以提高汽车的侧面碰撞安全性,为开发满足实际道路交通状况的汽车侧面碰撞安全性设计评价标准提供有效参考.
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参考文献：
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