车门耐久性试验台开发与研究
车门开闭耐久仿真分析研究及优化
10.16638/ki.1671-7988.2020.05.042车门开闭耐久仿真分析研究及优化乔淑平，徐成民（上汽大众汽车有限公司，上海201805）摘要：针对在车门开闭耐久试验过程中，某样车车门出现的焊点疲劳开裂问题，在考虑铰链连接、密封条连接及焊点细化建模的前提下，建立车门开闭耐久仿真有限元模型；根据Miner线性疲劳累计损伤理论，对车门开闭模型进行疲劳仿真分析，找出结构设计的风险点。
在此基础上，提出优化方案，进行仿真疲劳寿命预测，最终通过试验验证了优化方案的有效性。
提出了一种针对车门开闭耐久试验中焊点开裂的疲劳分析优化方法，可以在产品设计开发阶段，准确地发现问题并快速解决问题，可以缩短开发周期，节省开发费用，具有一定的工程实用价值。
关键词：车门；焊点；疲劳开裂；耐久仿真中图分类号：U463.83+4 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)05-143-05Fatigue Life Analysis and Optimization of Car Door Based onDoor Opening-closing Durability TestQiao Shuping, Xu Chengmin（SAIC V olkswagen Automotive Co., Ltd, Shanghai 201805）Abstract:As for the fatigue crack problem of the welding spot in the prototype vehicle door during the opening-closing durability test, a nonlinear transient finite element model is analyzed based on hinge model, seal model and refining welding spot model. The Miner's linear fatigue damage accumulation rule was used to predict the fatigue life of door through opening and closing model, then risk areas were identified. Considering the fatigue simulation result, an optimization structure is presented and then fatigue life predicted. The durability opening-closing door test proves the validity of the fatigue analysis and optimization. A fatigue life analysis method for welding spot crack in door opening-closing durability test is presented, problems are found exactly and solved quickly during development period, which greatly shorten the cycle and save the cost of development. The proposed method has a significant reference.Keywords: Car door; Welding spot; Fatigue crack; Durability simulationCLC NO.: U463.83+4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)05-143-05前言车门是汽车的重要组成部分，具有保持人员进出、形成密闭空间、提高结构防撞性等功能。
四门二盖耐久试验台研制及控制系统的开发
四 门二 盖 耐 久 试 验 台研 制及 控 制 系统 的 开 发
李 超 高丽 萍 窦 炜 （ 上海汽车集团股份有限公司技术中心）
【 摘要】 文章开发了四门耐 久试验台 及控制系统。利用该系统对自 主品 牌汽车进行了 法规强制试验，
说明 帧开始 ６Ｈ ４ 停止 Ａ ＣＩ＝３ ４ 的累 帧结束 其 ＳＩ ５Ｈ，６Ｈ； 命 令 ＝ 一 ２ ℃ ＝ Ｅ Ｈ，其 加 和 Ｏ Ｃ Ｏ ０Ｈ；其 Ｓ Ｉ Ａ ＣＩ＝４ ４ 高 ５Ｈ，３ Ｈ；
Ａ ＣＩ ＝ Ｓ Ｉ 位 先 发 ， 低位 后 发
３ ３ ０ Ｈ． Ｈ ０
２ 俞国亮 ， ＰＥ原理与应用［ ． 等． Ｉ Ｍ］ 北京： 清华大学出版社，晒． ２ Ｄ
内容 ０ 启 停 命 令 实 际温 度 实 际湿 度 Ｂ Ｃ效验 ０ ２ Ｃ ｄ 运行命 令 ＦＨ： 度 和 湿 度 ； ０℃ ＝ Ｆ 温 ８
＝
加工 安 装 ， 以及 ２个 月 的调试 ， 已经 投 入使 用 ， 从 目前 使 用 效 果 来 看 ， 系统 可 靠 性 高 ， 用 性 广 ， 该 适 必将 有效 应用 于更 多车 型的开发 和测 试 中 。
图 ３ 通 讯 形 试
用有 ： １ 动态显 示 四门和前 后盖 动作情 况 ；２ 在 （） （）
控制 面板 故 障 时 可代 替 面板 起பைடு நூலகம்按 钮 和计 数 作 用 ；
通讯 格 式 ： Ｓ Ｉ 码 ，９ ０ Ａ ＣＩ １ ２ ０波 特 率 、 数 据 ８位 （ ） 出现 故 障 时 ， 照触 摸 屏 提 示 ， 立 刻 找 到 ３在 按 可
图 ４ 控 制 系 统 硬 件 结 构 图
行状态 ， 以监 控输入输 出信 号 以及 内部所 有变 量 用 变化情况 ， 在无人看 守情况下 ， 以通 过故障发生时 可
汽车车门耐久试验台的设计
国内大部分汽车公司使用的车门耐久试验台以压缩空气为 动力源， 执行机构为两个独立的气缸， 这类设备在早期发挥了 一定的作用［４－５］ 。 但随着对汽车零部件的研发和对门系统研究 的深入， 早期的设备满足不了越来越严格的试验项目和精度需 求， 冲击力大， 破坏车门外板［６］ ， 过 程 力 无 法 监 控 与 判 断， 试验过程和试验结果不能很好地模拟实际开闭门过程中各种 关门工况。 而且不能根据试验需要， 在原有台架基础上迅速 增加和调整动力源， 使用对象单一， 不具有通用性。 因此， 开发新的侧门外开综合耐久试验台势在必行。 为了解决上述 缺陷， 将动力源改造为伺服控制系统， 设计了一套车门耐久 试验台， 该实验台能满足车门耐久试验要求， 为产品提供可
汽车车门开闭耐久的试验标准与方法研究
汽车车门开闭耐久的试验标准与方法研究发布时间：2021-05-21T08:09:52.685Z 来源：《中国科技人才》2021年第8期作者：周定强[导读] 汽车生产公司在推出新型车型正式生产之前，对车型及其系统的性能、强度及使用耐久性等要进行综合试验。
试验结果的准确性直接影响着汽车的使用安全和品质。
宝能（广州）汽车研究院有限公司摘要：汽车车门的开闭使用时间受环境条件、使用频率、关门速度等主要因素影响，会存在耐久性差异。
本文主要以环境条件、使用频率、关门速度为试验要素，探讨影响汽车开门开闭耐久的试验标准及其方法。
旨在为汽车车门设计和使用提供一些参考。
关键词：汽车车门；开闭；耐久性；试验标准；方法引言汽车生产公司在推出新型车型正式生产之前，对车型及其系统的性能、强度及使用耐久性等要进行综合试验。
试验结果的准确性直接影响着汽车的使用安全和品质。
汽车车门是汽车重要的开闭类构件。
汽车车门结构复杂，在汽车整个生命周期内承受的瞬时撞击次数最多。
不同时期、不同人或不同情境开闭车门所施加的力不同，车门所受的冲击荷载也存在差异性。
对汽车车门开闭耐久性的试验是检验汽车寿命的重要方法。
研究汽车车门开闭耐久的试验标准与方法对提高车门系统耐久性考核的精准性有着重要的意义。
一、影响车门开闭耐久性的因素汽车在全生命周期内，车门系统的开闭情况受多因素影响存在不同程度的差异性，这些因素主要包括环境条件、车门使用频率、关门速度。
其中不同的湿度、温度、粉尘条件下，车门开不产生的机械荷载冲击各部相同。
（一）环境条件塑料、橡胶零件是汽车车门系统的重要构成。
这些零件数温度影响使用性能会发生变化。
在高寒高湿、高温高湿、低温高湿、常温、高温、低温等不同气候状态下，车门零件的疲劳程度会发生差异。
此外，车门系统的铰链或链接部件上附着较多的粉尘，也会增加车门零部件的疲劳程度，从而加剧零部件的磨损，影响车门系统开闭的耐久性。
（二）使用频率汽车车门的使用频率时影响车门开闭耐久性的重要条件。
汽车车门开闭耐久的试验标准与方法研究
金相组织、内部缺陷分布等) 相同的前提下ꎬ其疲 劳寿命主要受工作条件的影响[３] ꎮ 工作条件主要 包括:载 荷 特 性、 加 载 频 率、 环 境 温 湿 度 和 环 境 介质ꎮ
车门在车辆整个生命周期内ꎬ主要受到关门 时机械载荷的冲击和周边环境因素( 包括温度、湿 度、粉尘等) 的长期作用ꎮ 因此ꎬ影响车门耐久性 能的因素主要有关门速度、使用频率和环境因素ꎬ 如图 １ 所示ꎮ
因素ꎮ 目前国内对于车门开闭耐久性能的研究主要
集中在关门瞬态冲击的仿真ꎬ以及根据仿真结果 的应力应变水平进行疲劳寿命预测ꎬ最终将其与 试验结果对比[２] ꎮ 本文提出了影响车门开闭耐久 性能的因素ꎬ并结合中国用户车门的使用频率ꎬ确 定了车门在开闭耐久试验中较为理想的目标疲劳 寿命(开闭次数) 及冲击载荷的大小( 关门速度)ꎮ 同时ꎬ分析了各种试验方法的利弊ꎬ及其对试验结 果准确度的影响ꎮ
图 ２ 各车型最小关门速度
(２) 耐久试验中的关门速度 原则上ꎬ耐久试验中的关门速度应远大于整
上海汽车 ２０１９������ ０４
制造试验
车的最小关门速度要求( 即 １. １ ~ １. ３ ｍ / ｓ)ꎬ才能 保证耐 久 试 验 中 每 次 关 门 都 能 够 将 车 门 完 全 关 上ꎬ以充分考核零件的耐久性能ꎮ 但是在车门耐 久试验中ꎬ通常是 ４ 个车门同时进行ꎬ当某个车门 开门时ꎬ车身内部已经不再是一个密闭空间ꎮ 另 外ꎬ大多数整车厂为了节约试验成本ꎬ试验的载体 车辆并不是密闭性较好的整车ꎬ而是在密闭性较 差的白车身上安装车门总成和前后盖总成进行试 验ꎮ 在密闭性较差的条件下ꎬ没有了车内密闭空 间形成的空气阻力ꎬ车辆的最小关门速度会下降 ３０％ ~ ５０％ 左右[７￣８] ꎮ 以大众某车型为例ꎬ当分别 开启其他 ３ 个车窗时ꎬ测量其驾驶员侧车门的最 小关门速度ꎬ结果如表 １ 所示ꎮ
车门玻璃升降系统耐久性研究
车门玻璃升降系统耐久性研究本文简述了车门玻璃升降系统的基本组成，文章通过对车门玻璃升降系统中各部件的结构和装配关系进行分析，对玻璃升降困难，阻力过大、车窗卡死、电机烧毁等故障系统诊断，就其各部件系统匹配阻力试验分析，提出了优化方案，并进行实车验证，为车门玻璃升降系统的设计与制造过程提供依据。
标签：堵转电流；台架试验；齿板；主动臂一、售后故障件检测分析1.1故障件拆解分析车门玻璃的升降是由玻璃升降器的电机转动作为动力，驱动升降器主动臂带动车门玻璃沿着玻璃导槽往复运动，以实现车门玻璃升降的动作。
通过对数百件玻璃升降器故障件拆解和电流检测后，识别的主要故障模式：电机烧蚀及疲劳失效占83%，主动臂变形断裂占5.6%，齿板异常磨损占2.6%。
鉴于车门玻璃升降系统故障是一个系统性问题，引起售后失效故障的因素涉及玻璃升降器机械部分、升降器电机、玻璃密封条、车门玻璃、升降器导轨，车门装焊精度等，通過策划，决定从以下三个方面分析故障原因：1）、玻璃升降器故障件电机检测：2）、玻璃升降器齿板、主动臂理化检测；3）、新车车门玻璃升降系统台架试验检测。
1.2玻璃升降器故障件电机检测对市场返回的玻璃升降器故障件电机电流检测，测试了上升电流、下降电流、堵转电流。
除了部分电机烧毁外，其它大部分电机通断正常，主要为电机无力，电机磁性能下降，力矩减弱。
MBQ电机在3.92±0.11N.m额定力矩下的測试状态，图中显示3.92N.m下的工作电流（常温下）为正转3.415A（X）反转3.574A（X），升降器的正常工作电流应该≤X-X*20%，才算正常，反之阻力过大，至使升降器长时间超负荷运行，加大了电动玻璃升降器损坏的机率和电机部分磁性能下降，力矩减弱。
1.3玻璃升降器齿板、主动臂理化检测通过对玻璃升降器齿板和主动臂故障件失效模式分析，由于齿板选用的材料08A1不合理，齿部并不耐磨，建议选用Q235A或20钢性能比较接近的材料。
车门开闭耐久仿真分析研究及结构优化
10.16638/ki.1671-7988.2021.09.008车门开闭耐久仿真分析研究及结构优化胡冬青，周德生，刘向征，喻赛，范建军（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州511434）摘要：车门开闭耐久性能在整车设计中至关重要，直接影响汽车的品质和品牌形象。
文章基于有限元理论和疲劳耐久理论在HyperMesh软件中建立某车型车门开闭耐久分析有限元模型，解决了玻璃升降器区域钣金开裂问题。
首先，利用Abaqus/Explicit求解器进行冲击强度的瞬态动力学分析，获得各单元时域下的冲击应力；然后在Ncode 软件中基于各单元时域下的冲击应力及结合冲击时间历程，预测车门结构设计的危险区域。
在此基础上，提出优化方案并进行疲劳分析，经试验验证了优化方案的有效性。
关键词：车门；冲击强度；疲劳寿命；开裂中图分类号：U463.83+4 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)09-30-05Car Towing Hook Strength Analysis and Design Based on Topology Optimization Hu Dongqing, Zhou Desheng, Liu Xiangzheng, Yu Sai, Fan Jianjun( Automobile Research & Development Center of Guangzhou Automobile Group Co., Ltd.,Guangdong Guangzhou 511434 )Abstract:Door opening and closing durability is very important in vehicle design, which directly affects the quality and brand image of the car. In this paper, based on the finite element theory and fatigue durability theory, the finite element model of door opening and closing durability analysis is established to solve crack problem of the window regulator area by HyperMesh. Firstly, the transient dynamic analysis of impact strength is carried out by Abaqus/Explicit solver to obtain the impact stress of each element in time domain; then, based on the impact stress of each element in time domain and the impact time history, the dangerous area of door structure design is predicted in ncode software. On this basis, the optimization scheme is proposed and fatigue analysis is carried out. The effectiveness of the optimization scheme is verified by the test. Keywords: Door; Impact strength; Fatigue life; CrackCLC NO.: U463.83+4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)09-30-05前言车门是汽车的重要组成部分，在日常使用中反复开关车门，局部区域所受应力虽未达到材料的屈服极限，但仍可能出现疲劳裂纹进而断裂，导致异响、生锈和漏水等问题。
车门耐久试验方法---20130629
四门两盖系统耐久性试验一、试验的目的:检测门盖及相关附件的功能是否能正常使用，并分析其是否满足相关要求。
二、试验条件1、四门两盖耐久性试验台，相关的测量设备。
2、环境温度0~40°C3、实车4、试验循环次数：四门10万次；发动机盖5000次；后背门2万次三、车门耐久性试验1、门盖系统包括：车门钣金总成、发动机盖钣金总成、后背门钣金总成、车门锁系统、发动机盖锁系统、后背门锁系统、车门铰链系统、发动机盖铰链系统、后背门铰链系统、车门密封系统、发动机盖密封条系统、后背门密封条系统、门护板、限位器、缓冲块、气弹簧等。
2、试验方法：2.1 门盖系统工况检查车门系统包括相关附件安装是否正确，螺栓的型号及紧固力矩是否符合要求，若不符合要求调整到位。
2.2 螺栓紧固力矩测量试验前把螺栓力矩调整到位，耐久试验后，再重新测量各标识螺栓的力矩。
制作要测的螺栓力矩表格2.3 标记用记号笔在铰链、锁体、锁扣、限位器等部件的固定螺栓的初始位置标记，耐久试验期间定期检查螺栓是否松动及各部件是否发生位移。
2.4 间隙面差测量用记号笔在车身和车门的相对位置做标记，定期测量标记处的车门下垂量、并用间隙尺等测量间隙和面差的变化。
2.5 车门系统开启力的测量将车辆水平放置到平地面上，车门系统处于正常关闭系统，将测力计与门外把手连接，垂直与车门开启方向，缓慢打开车门，重复5次以上，记录最小开启车门的力为最终结果。
2.6 车门锁的静态锁止力测量将侧门处于半锁前状态；测量点为侧门外开把手侧接近侧门边缘处，缓慢施加力，加载压力（F）方向为其法向方向，测量使侧门主锁机构达到完全锁止时的最小力值，即为关闭旋转式侧门锁的静态锁止力。
测量5组数据，取最小值。
2.7 车门系统关闭速度的测量把待测车辆水平放置到平地方上，使车门系统处于正常关闭状态；把关门速度测试仪的"双动定距棒"固定于待测门的"A"点，感应器的探头固定于距点" A′"60mm 处的位置；其中，"A 点"为"门外把手"水平中心线上方60±20 mm 的门边缘处；"B 位置"为车门打开时，"A"点距其关门时相应位置"A′"点的直线距离为80±5 mm 处，（下图所示）。
汽车车门耐久试验概述
《装备维修技术》2021年第9期汽车车门耐久试验概述谢 洋 任浩源 景 晶（上海机动车检测认证技术研究中心有限公司，上海 201805）摘 要：汽车车门耐久试验的标准和技术随着汽车的飞速发展在不断的更新变化，但该试验始终是整车生产研发阶段的必要环节。
本文总结了汽车车门耐久试验的相关试验标准以及试验设备技术发展状况，并对试验未来的发展进行了展望。
关键词：车门耐久试验；试验标准；试验设备引言汽车车门耐久试验的试验内容是让车门模拟现实中被使用的状态进行重复开关。
在汽车生产的白车身或者是整车阶段进行汽车车门耐久试验。
可以尽早的发现小到各汽车零部件例如汽车车门铰链、撑杆、门锁、橡胶件等，大到整个开闭件系统、电控系统中所存在的问题。
为了保证汽车在其生命周期内的使用可靠性，如何对汽车制定相关标准和选择试验方式是汽车研发设计阶段的必要环节。
1 汽车车门耐久试验标准在汽车车门的整个生命周期中，其耐久性能主要受到工作工况、工作频次以及工作环境的影响，所以车门耐久试验的标准的制定自然也与之相关。
1.1试验工况现今的大部分汽车车门还是手动开关模式，车门功能单一，其耐久试验一般涉及车门的正常开关工况、过开工况以及滥用工况三种工况状态。
过开工况模拟汽车车门过度打开的情形，主要考核铰链或是限位器的过载能力。
汽车最小关门速度一般小于1.1~1.3m/s[1]，正常开关工况试验中的关门速度应当略大于最小关门速度。
而滥用工况模拟的是汽车车门被狠狠关上，速度应当在2m/s以上。
基于各个车型之间存在差异，可以采用统计学方法，选取不同性别和身高的人重复开关车门并记录关门速度，采用正态分布模型和置信区间来定义耐久试验的关门速度标准[2]。
自动开关模式的车门随汽车控制水平的发展而兴起，一般具备更多功能。
以某款新能源车型为例，其车门安装有防夹条、雷达传感器等零件，以实现防夹、避障等功能。
另外，车门开关过程中可能会被无法检测的障碍物阻挡而被迫停止产生堵转现象。
汽车四门两盖耐久性试验装置研发_项肇宏
汽车前盖的试验运行模仿正常的开盖动作， 车内有一套气动装置拉开前盖手闸，利用气动装 置解开前盖的锁钩，用真空吸盘吸住前盖，掀盖 气缸将前盖以一定速度掀开。合上前盖时，将前 盖锁钩复位，前盖在前掀盖气缸控制下以一定速 度向下，在前盖向下合闭到规定高度位置时，真 空吸盘在控制器的作用下，真空度被破坏，使前 盖自动落下，达到模仿真实使用的状态——当人 工开启前盖到达要求高度后，在关闭前盖过程中， 手工将前盖放到一定高度位置松手，使前盖自动 落下，达到前盖合闭目的。前盖自动落下的高度 可由接近开关（电感式传感器）调整高度位置。 汽车后盖的试验运行模仿正常的后盖动作， 利用气动装置解开后盖的锁钩，接着用真空吸盘 吸住后盖，最后由一套掀盖气缸将后盖以一定速 度掀开，合上后盖时，先将后盖锁钩复位，后盖 在后掀盖气缸控制下通过缓冲杆推动后盖达到模 仿人工合闭后盖的正常使用状态。 前后盖真空吸盘使用的真空源，是利用压缩 空气根据射流原理产生。
汽车四门两盖耐久性试验台主要由支撑车身 及汽车四门两盖开合机构的机架、车身两侧的四 门开合机构、车身前后的前后盖开合机构、前后 盖开合机构悬臂杆上的前后盖导轨弹簧真空吸盘 组件等组成，如图 1 所示。
北 京 汽 车
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1-试验机架 2-四门开合机构 3-前盖开合机构 4-后盖开合机构 5-前盖导轨弹簧真空吸盘安装组件 6-后盖导轨弹簧真空吸盘安装组件
《北京汽车》 2012.No.6
·汽车四门两盖耐久性试验装置研发·
1.4 四门开合机构 打开汽车四门时采用先解开门锁，通过水平开门 气缸驱动开门臂，由拉门滑块打开车门。由于四门开 合机构的开门关节位置与车身开门铰链位置不重合， 车门在开门的各角度位置上与开门臂上的受力点位置 不同，因此开合机构设计了拉门滑块，使开门受力更 合理。关门时先复位门锁，再闭合车门，完全达到模 仿开合汽车四门的正常使用状态，如图 6 所示。
前门耐久度测试报告书参考模板
密级：编号：W03汽车左前车门耐久性试验报告委托方：东风汽车股份有限公司试验方：武汉理工大学2011年10月1.实验根据东风汽车股份公司商品研发院W03 BIW开闭件试验计划表和福特、莲花标准。
编号：2.实验目的通过对BIW试验车门--前门在试验台架上根据试验规程进行耐久性试验，观察试验过程中车门及附件出现的各种问题并记录，通过分析找到车门总成及相关附件在设计中存在的问题并提出改进意见和建议，最终达到提高车门质量的目的。
3.试验要求、方法及检查项目3.1 前门耐久性试验要求3.1.1前门试验前的准备工作（1）零件检查（重点检查门锁止状态时，锁扣和锁舌是否在正确位置，密封条和钣金的关系是否正确）。
（2）车门开关50次后，记录门和钣金初始状态的间隙和面差，并在前门和侧围测量位置划线，以便后期检查车门是否有下沉等变化。
图1 左前门测试点3.1.2试验方法实验总共进行100000个循环（开关一次为一个循环），开始60000个循环开门速度为1.2-1.5m/s，关门速度为1.5-1.75m/s,后40000个循环的开门速度 1.0-1.2m/s,关门速度为 1.2-1.5m/s。
每20000个循环，以2.5m/s的开关门速度额外进行40个循环。
3.1.3检查项目间隙面差、门运行的平顺性、外把手的开门力、内把手的开门力、密封条磨损、焊点松动、关门缓冲块的磨损、锁扣和锁舌有无破坏、螺栓松动（重点观察锁体和锁扣的安装螺栓）、后视镜有无松动等项目。
4.试验样品W03白车身一辆，车门附件若干（图）。
图2 白车身图3 车门附件5.试验设备及仪器设备5.1 试验台架（见图4）图4 实验台架5.2动力源-空气压缩机（见图5、6）图5空压机图6空压机5.3 测量仪器设备及装置表1 测量仪器及装置测量工具量程精度值1 数显拉压力计（图7）0-500N 0.1N2 游标卡尺（图9）250mm 0.02mm3 钢尺（图10）150mm 0.1mm4 三角尺（图8）200mm 0.1mm5 塞尺0.08-5mm 0.016 红、黑记号笔7 数码照相机图7数显拉力计图8三角板图9游标卡尺 10 钢尺6. 试验记录6.1左前门数据记录如表2、3以及表4表2 左前门工作情况记录表表3左前门面差检查记标注：以车门为基准，钣金相对车门凸出为正，凹进去为负表3右前门间隙检查记录6.1.1试验过程中出现的问题及分析由图表2中的记录可以看出在整个试验的过程中右前门运行的平顺性是良好的，当车门运行至一定循环次数停机检查时也发现一些问题如下：（1）车门运行至2500次时铰链发出刺耳的吱吱声，沿着铰链的中间轴滴加一些机油后吱吱声慢慢变小，其原因是车门在运行中铰链中间轴有磨损导致摩擦力变大，加入机油起到一定的润滑作用。
汽车车门开闭耐久性试验研究
汽车车门开闭耐久性试验研究
段少虎
【期刊名称】《汽车测试报告》
【年(卷),期】2022()14
【摘要】汽车车门开闭是汽车驾驶的基本操作内容,开闭耐久性对用户使用体验及质量评价有直接性影响。
该文针对汽车车门耐久性影响因素进行分析,明确耐久性理论及试验重要性,以仿真试验为基础,探讨耐久仿真精度影响因素及提升方式,以此为相关研究和产品设计提供参考,为生产技术优化奠定良好基础。
【总页数】3页(P152-154)
【作者】段少虎
【作者单位】长城汽车股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U46
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5.汽车车门开闭耐久仿真精度提升方法研究与应用
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四门两盖耐久试验台(环境舱)试验要求
四门两盖性能及耐久试验台（环境舱）技术要求一、概述根据中国汽车技术研究中心《汽车四门两盖性能耐久试验台》技术要求，我司研制出一套便携式四门两盖开启件性能及耐久试验台。
该试验台可在环境仓内对汽车侧门和前、后舱盖的机构及紧固件功能质量进行验证试验。
该试验台适用车型为：M1, M2, N1类车，主要用于车侧门、发动机舱盖、行李箱盖以及商务车侧滑门等的门铰链、限位器、门锁、车门密封条等总成的综合性能及耐久试验。
二、设备特点◆该试验台在设计和实施过程中，在硬件、软件、机械等各方面进行了综合考量，以提高系统的扩展性和柔性，使其能适合用户各现有车型及未来车型四门二盖的性能与耐久试验，在使用过程中可快速切换、方便操作。
◆运用我司的专有技术，该试验台可在（-40℃～+85℃）高低温环境下保持可靠的动作执行及性能测试，可长时间连续工作，性能稳定可靠。
三、设备功能可在环境仓内实现发动机舱盖和行李箱盖的解锁、开启和关闭试验，以及前后侧门的内、外开手柄解锁，内、外开启和关闭试验。
可在环境仓内实时测量侧门的解锁力、开启力和关闭力，并通过测控系统和计算机实时显示各力值与时间的关系曲线，以及开启力、关闭力与门转角的性能曲线。
可在环境仓内实时测量发动机舱盖和行李箱盖的解锁力、开启力和关闭力，并通过测控系统和计算机实时显示各力值与时间的关系曲线。
可在环境仓内实时测量试验过程中电动玻璃升降器、后视镜及门锁的工作电流，并通过测控系统和计算机实时显示各电流值与时间的关系曲线。
动作执行器可在高低温（-40℃～+85℃）环境下保持可靠运行。
四、技术指标a)开门速度：0～3m/s(可调节)；b)试验频率：2～10次/分（可调节）；c)测量精度：力和电流1%，速度2%；d)设备的检测元件和执行机构可以承受-40℃-+85℃，20%-95%湿度的环境条件；e)气动系统的执行机构可以承受-40℃-+85℃，20%-95%湿度的环境条件，气动控制部分集中管理和布局；f)设备的测控机柜放置在环境室外可以承受-5℃-+40℃，20%-75%湿度的环境条件；g)电气元件集成在可便携移动式测控机柜内，柜内通风良好；h)检测元件、执行结构可以快速推移、定位、固定。
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摘要汽车(尤其是乘用车、轿车)车门是车身的主要部件之一,它对车辆乘坐空向的舒适性如防漏雨、隔音等;安全性如防侧面打击等有着重大作用。
近年来汽车车门的发展愈来愈受到消费者的关注，汽车车门市场的扩张主要源于汽车产量的增加。
汽车车门系统在轿车零部件系统中，是集工艺性、装饰性、安全性为一体的特殊部件。
然而车门也有其耐用时限，超过此使用时限就会使汽车不安全，不同质量的车门有不同的耐久性，为了检验车门开关门耐久性，做出符合要求的车门系统，就需要开发出一套科学实用的试验台。
本文介绍了一种轿车车门的试验台架，它以一台工业计算机作为上位控制单元，以一台单片机作为下位控制单元。
该设备能够实现对试验条件或工况的人-机交互设定；该设备采用小型机械手来开/关门锁，它能完整的模拟乘员上下车开关车门动作的全过程。
此次设计主要用到VB语言编写界面的程序，单片机的相关知识编写下位机程序以及完成计算机与单片机的连接以实现控制执行对象的动作。
关键词:汽车车门，试验台，单片机，VB，小型机械手AbstractVehicles(especially passenger cars,car)door is one of the main parts of the body, its vehicles to the comfort of air travel,such as leak-proof rain,noise,etc.;security such as anti-side has a major role in combat.In recent years,the development of more and more vehicle door by consumer concerns,car door market expansion mainly from the increase in vehicle production.Vehicle door system in the car system,is a craft, decorative,security,as one of the special parts.But the doors have their durable time, more than this time will be used to make car safe,the doors of different quality have different durability,in order to test the durability of the door,it’s important to develop a set of a scientific and practical test bed.This thesis introduces an endurance testing rig for the vehicle door.In the facility an industry control computer are used as an up-position controlling unit and a SCM as down-position controlling unit,the facility be able to accomplish the person-computer interactive setting of testing conditions;the facility uses light mechanical hands to open/close the door lock,it be completely able to simulate the total process that those passenger go up/down the vehicle.The system is mainly used in VB language interface procedures,knowledge of SCM and the preparation of the next-bit machine to complete the connection to the computer and the SCM to achieve control of the implementation of object movements.Key words:Vehicle door;testing rig;SCM;VB;light mechanical hands;目录目录 (3)1．绪论 (5)1.1车门耐久性研究的意义与前景 (5)1.2设计要求与方案的确定 (6)2．上位机控制界面的设计 (8)2.1登录界面的设计 (8)2.2参数设置界面的设计 (9)2.3动作选择界面的设计 (10)2.4状态追踪界面的设置 (11)2.5故障报警界面 (12)2.6数据保存和打印 (13)3．下位机（单片机）的设计内容 (14)3.18051单片机的引脚及相关功能 (14)3.2单片机最小系统 (15)3.2.1系统功能要求 (15)3.2.2系统整体方案提示 (16)3.2.3硬件电路设计 (16)3.2.4系统软件设计 (17)3.3单片机数据采集与处理 (22)3.3.1模拟输入通道的组成 (23)3.3.2系统的主要功能 (23)3.3.3硬件电路 (24)3.3.4程序设计 (26)3.4单片机的C51接收程序 (28)4．上位机（计算机）与下位机（单片机）的连接 (34)4.1连接方法的确定 (34)4.1.1使用VisualBasic控件实现串口通信 (36)4.1.2ONCOME事件响应程序 (39)5．试验台的机械执行机构 (41)6．结论 (44)致谢 (45)参考文献 (46)1．绪论1.1车门耐久性研究的意义与前景随着人们对汽车安全性、舒适性、可靠性要求的提高,汽车生产厂家必须不断提高自己的产品质量,以满足用户日益增长的需求,才能在市场竞争中立于不败之地。
汽车(尤其是乘用车、轿车)车门是车身的主要部件之一,车门的好坏关系到整车的质量。
它对车辆乘坐空向的舒适性如防漏雨、隔音等;安全性如防侧面撞击、关闭可靠性等；使用方便性如开/关锁、车门的车内锁止/解除、内/外手柄的操作等；可靠性如车门总成、车锁、铰链、锁止、手柄等附件的疲劳寿命等，都具有至关重要的影响。
近年来汽车车门的发展愈来愈受到消费者的关注，汽车车门市场的扩张主要源于汽车产量的增加。
汽车产销量的逐步增长为汽车车门市场提供了一个较大的发展空间。
由于汽车结构的变化，目前汽车市场轿车比例的不断增大，普通车门已经供大于求，而中高档车门还具有很大的市场潜力。
汽车车门系统在轿车零部件系统中，是集工艺性、装饰性、安全性为一体的特殊部件。
当代轿车车门市场的走向要求车门具有更高的安全性和可靠性，具有更多的功能，与整体造型的配合更为协调美观。
然而车门也有其耐用时限，超过此使用时限就会使汽车不安全，不同质量的车门有不同的耐久性，所以对车门性能测试是汽车开发过程的一个重要的环节，通过测试实验可以检测车门以及相关部件的安全性、可靠性、耐久性和机械结构设计是否合理等方面的性能，为进一步优化设计提供依据。
为了检验车门开关门耐久性，做出符合要求的车门系统，就需要开发出一套科学实用的试验台。
根据用户的需要，厂家在新车生产中对车门的检查将会越来越普及，车门的开关耐久性试验有着非常重要的作用和好的发展前景。
目前使用中的汽车车门开闭耐久性试验台是由数个气缸同时或依次动作，驱动活塞杆将动力传至拉杆和顶杆机构，由拉杆机构开启车门，或由拉杆机构带动一套绳索机构开启车门，通过顶杆机构闭合车门。
通过机器手对车门进行高密度的负重开合，以在短期内模拟车门在正常使用情况下长时间才可能造成的损耗。
对车门的链接结构的耐久性、合理性以及长时间使用后的密闭性做出评测。
此类装置由于拉杆和顶杆作用于车门的力度、接触点难以确定，在实验过程中经常会破坏车门。
而且通过顶杆闭合车门，在实验过程中，如果不在车门上安装保护装置，顶杆在长时间的实验过程中将会在车门上留下擦痕，如果安装了保护装置，会失去车门开关的真实条件。
现也有研究人员采用总线技术和PLC自动控制技术实际汽车车门开关，在开关门过程中系统实时采集开关门速度等信号，调节气动阀，使它的开关门速度满足设定技术要求。
整个系统结构紧凑、控制简单、安装调节方便快捷，可靠性高，符合当前科技发展水平。
当前对车门耐久性的测试工作还不是特别成熟，有很多人都在对其进行研究，相信在不久的将来会有更加完善的测试系统可以完成这个工作。
1.2设计要求与方案的确定根据对汽车车门及发动机性能实际测试需要，本试验台:(1)能实现模拟乘员上下车时开关门全过程操作循环试验。
即可实现具体动作顺序为：开锁止按钮→开锁（内锁或者外锁）→开车门→关车门→关锁止按钮。
除了能进行重复上述动作的耐久性试验外，还能控制车门速度和检测开锁力和关门速度，并能对检测的数据做统计处理，观察试验过程中车门车锁性能的变化。
(2)能完成车门各附件的独立和组合疲劳试验，即完成上文所述各动作的有关组合试验。
(3)能完成试验载荷条件控制——工作参数的自动设定。
为了比较准确地控制开关车门力量的大小，正式试验前要进行10人次100循环开关车门载荷自动统计分析，在人工辅助汽缸节流阀的条件下，试验台能自动调节电气比例阀出口压力，以达到控制开关车门力量大小的目的。
本试验台在使用时所要试验的内容多种多样，既能对整车上的各种总成进行试验，又能对单个总成进行试验；既可以在实验室内试验，又可以在实验箱内试验。
所以除了要求试验台本身能够达到试验的功能要求和可靠性之外，还要重点考虑的就是灵活性和通用性。
要能够尽可能少的改动就可以进行其他的试验。
鉴于此，本试验台采用模块化和柔性化的设计思想，将整个试验台划分为几个模块，分别模拟人对车门开关逻辑动作和实现对开锁力和开关门速度的测控。
本设计采用一台计算机作为上位控制单元，用一个51单片机作为下位控制单元控制执行对象。
通过编写上位和下位机的程序进行两者之间的连接。
上位机采用界面控制的方法对下位机实施命令。
计算机要完成以下任务：(1)实验功能的选择车门门锁解锁动作，门把开启动作，开门动作，关门动作，门锁锁止动作。
以上五个动作操作人员可以在电脑上直接选取并且能够自由组合。
设置此界面为动作选择界面，进入界面后可以选择执行的动作并命令执行机构动作。
(2)参数的设置门的最大开度，开关门的速度，门的循环次数等参数的设置可由用户自己设定，另外在用户不设定时应有默认值。