关于两种常用公交车车门的力学分析
浅谈乘用车门关闭力影响因素及解决方案
关键词：车门关闭力 结构 阻力 摩擦 密封条
Talking about the Factors Influencing the Closing Force of Passenger Car Doors and Solutions Song Qingjie Sun Jian Wang Yongli Hou Lixin Wang Zhiyi Zhang Ze
汽车车门闭合力分析研究
10.16638/ki.1671-7988.2018.17.078汽车车门闭合力分析研究张映红，刘国弟，汪建安，王毅，徐勇（奇瑞汽车股份有限公司研发总院，安徽芜湖241000）摘要：汽车车身设计在整车设计中有举足轻重的作用，而车门的设计又是车身设计中的一个难点和重点，如何判断车门结构的合理性，设计和优化车门系统，是一项非常重要的工作，文章详细研究了车门系统设计的整个过程，为后续车型车门系统设计开发提供了参考和依据。
关键词：车门设计；闭合力；优化中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)17-231-03Analysis and study of vehicle door closing forceZhang Yinghong, Liu Guodi, Wang Jianan, Wang Yi, Xu Yong( Chirui Automobile Co., Ltd.. R&D Headquarters, Anhui Wuhu 241000 )Abstract: Automobile body design plays an important role in the design of the whole vehicle, and the design of the car door is a difficult and key point in the design of the car body. How to judge the rationality of the door structure and design and optimize the door system is a very important work. This paper studies the whole process of the door system design in detail, which provides a reference and basis for the design and development of the door system of the following car models. Keywords: Door design; closing force; OptimizationCLC NO.: U462 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)17-231-03前言在汽车行业闭合件为车门系统含四门两盖，在车身设计中是一个相对独立的模块，其贯穿整车设计的始终。
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。
汽车车门关闭力评价方法及影响因素
汽车车门关闭力评价方法及影响因素摘要：近些年来，随着我国汽车工业高度发展，人们对于汽车各个方面性能的评价也逐渐逐渐提升，尤其是在使用率比较高的汽车车门上，其关闭力的情况直接影响到了汽车的质量，基于此本文分析了汽车车门关闭力评价方法以及相关影响因素。
关键词：汽车车门；关闭力；评价方法；影响因素引言随着我国汽车工业的快速发展，国内车企自主研发设计能力不断加强，汽车开闭件的设计在整车自主研发设计中技术含量较高，出现的间题也比较难处理，其中最为尖锐的问题体现在车门的关闭力上，车门关闭力一直是国内自主研发设计和开发的软肋，因此有效解决汽车车门关闭力问题成为目前国内车企函待解决的问题。
车门的开闭过程根据开启方向的不同，可分为旋转式车门开启式和侧向滑移门开启式。
1、影响车门关闭力的因素分析1.1、车身结构说明在车门快速关闭过程中，在密封条接触门框表面到车门完全关闭、密封条被压缩到极限位置期间，车门在极短的时间内压缩驾驶室密闭空间的空气，驾驶室内部的空气被压缩后压力上升而通过没有关闭的门缝流出。
所以快速关闭车门的过程相当于对驾驶室密闭空间空气的压缩过程，被压缩的空气对车门产生气压阻效应。
反之，快速打开车门的过程相当于对驾驶室密闭空间的抽真空过程。
1.2、能量消耗分析车门在关闭过程中的受力情况相当复杂。
从力学角度讲，驾驶室内压缩空气的外推力、密封条被压缩后产生的阻力、车门铰链的机械阻力、车门转动轴线设计的前倾和内倾产生的重力、车门锁及限位器产生的阻力等在车门关闭过程中都会对车门产生作用。
车门关闭过程中所消耗的能量主要包括密封条压缩变形、气压阻效应、重力、铰链、门锁和限位器 6 大因素产生的关闭阻力所消耗的能量。
1.3、密封条的压缩量分析密封条的压缩量是由密封条的结构和门的内间隙（即门与侧围的配合间隙）决定的。
内间隙的影响因素很多，包括前后门铰链的尺寸、门框与门体的焊接位置、翼子板的安装位置、以及门的调整等。
2、汽车车门关闭力的评价方法2.1、主观质量评价方式主观质量评价方式：评价人员根据个人的主观感受对车门关闭力进行评价。
两种公交车门机构科普展品的研制
科技与创新┃Science and Technology &Innovation·52·2019年第16期文章编号：2095－6835（2019）16－0052－02两种公交车门机构科普展品的研制井大喜（蚌埠市科学技术馆，安徽蚌埠233000）摘要：为了进一步落实《全民科学素质行动计划纲要》精神，促进中国中小科技馆展品创新研发能力提升，蚌埠市科学技术馆品研发部门设计并制作了两种公交车门机构科普展品，因此，介绍了两种公交车门机构科普展品的研制。
关键词：科普展品；公交车门机构；乘客；曲柄中图分类号：U463.834文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2019.16.0211概述随着人们更多地选择公共交通的出行方式，如何让公众更多地了解公交车门的开闭，科技馆展品研发部门把复杂的公交车门机构制作成公众更易理解的科普展品，采用直观演示的方法展示相关原理，这也是科技馆研发部门展品创新研发能力的提升。
公交车门机构种类很多，比较常见的两种是内摆式气动门，如图1所示，以及外摆平行移动式乘客门，如图2所示。
内摆式气动门具有不占用路宽、不影响交通、不易碰伤候车人、造价低、实用性强、维护方便等优点。
外摆平行移动式乘客门具有上下车方便、开启灵活、整车动力性、舒适性好（噪声小、密封好等）等优点。
图1内摆式气动门图2外摆平行移动式乘客门2机构运动原理的分析2.1内摆式气（电）动门原理内摆式气动门主要工作原理是曲柄滑块机构，如图3所示，是用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构。
曲柄滑块机构中与机架构成移动副的构件为滑块C ，通过转动副A 、B 联接曲柄和滑块的构件为连杆，滑块C 为主动件，杆AB 和杆BC 为曲柄，构成了内摆式气动门车门系统，如图4所示。
内摆式气（电）动门是将滑块的往复直线运动变换为回转运动（车门开闭）。
因科普展品对展品噪声有要求，设计时考虑把气缸改为无噪声的电动直线推杆，汽车车门开启时，电动推杆带动滑块C 直线移动，推动AB 杆绕A 点转动。
公交车门运动机构原理分析及模型制作资料讲解
公交车门运动机构原理分析及模型制作材料科学与工程学院2011级卓越一班第2小组组员：朱富慧(201100150284)、王文霞(201100150085)、徐潇(201100800603)、赵洪阳(201100150121)目录一、车门机构数据采集 (1)二、机构运动原理分析 (6)三、装配分析 (6)四、运动过程分析 (7)五、装配效果图（另可参见附件2） (7)六、装配效果动画展示 (10)七、部分零件模型（另可参见附件2） (10)八、成果与收获 (19)一、车门机构数据采集本组主要了解了k52路公交的车门构造，通过拍摄细节照片和录制视频收集数据，并分析其运动原理和利用solidworks软件制作其模型（该过程在保证机构正常运动前提下，仅做了少部分简化和优化，最大程度保持拟实性与美观性）。
收集到的资料（视频资料参见附件）如下：二、机构运动原理分析车门运动机构简图该运动机构包括5个构件，1、5为机架，2、3为杆件，4为滑块。
4个低副：3个转动副O1、O2、O3和一个移动副。
自由度F=3n-2P L-P H=3×3-2×4-0=1,自由度为1，有确定的运动。
三、装配分析该机构中，1、5为机架，连接在车体上；杆件2：柱子、柱子扣、连杆组成的整体；杆件3：车门；O1：机构与动力系统连接形成的转动副；O2：连杆与门连接形成的转动副；O3：门与滑块4连接形成的转动副。
四、运动过程分析开门时，动力系统通过转动副O1使杆件2顺时针转动，杆件2通过转动副O2及杆件3（门）带动滑块向两侧滑动同时在O3作用下使之逆时针旋转。
关门与开门工程相反。
五、装配效果图（另可参见附件2）六、装配效果动画展示参见附件3.七、部分零件模型（另可参见附件2）八、成果与收获在本次公交车门运动机构原理分析及模型制作的协作中，我们实地收集资料、分析原理、制作模型，并成功利用模型模拟了车门机构的运动。
从中我们也遇到许多配合和尺寸方面的问题，提升了综合分析问题的能力，对机构运动原理也有了更为深刻的认识。
金杯汽油小卡前门锁耐惯性力分析
金杯汽油小卡前门锁耐惯性力分析作者：李颖来源：《中国科技博览》2013年第24期摘要：说明该门锁在294.2m/s（30g）；惯性负荷的作用下，具有保持全锁紧位置的能力。
关键词：全锁紧位置、半锁紧位置、内扣手、外扣手中图分类号：V229+.1概述：车门作为汽车车身的一个重要组成部分，要满足人和货物进出，具有密封性使车身内部与外界隔离。
另外要求车门安全可靠，行车或发生碰撞时车门不会自动打开，碰撞发生后能正常开启，具有良好的防盗功能。
为满足这些要求初需要车门及车身有合理的结构和适当的强度外，还要求有安全可靠的锁系统。
锁体和锁扣系统由啮合部分和操纵部分组成。
我公司采用的是卡板式结构，可以承受较大的载荷对装配精度要求较低。
GB15086-2006《汽车门锁及车门保持件的性能要求和试验方法》中性能要求1. 门锁性能要求1.1 门锁必须有全锁紧和半锁紧两个位置。
1.2 门锁在半锁紧位置承受4440N的纵向负荷；或在全锁紧位置承受11110N的纵向负荷时，均不得脱开。
1.3 门锁在半锁紧位置承受4440N的横向负荷；或在全锁紧位置承受8890N的横向负荷时，均不得脱开。
1.4 当门锁在纵向或横向受到294.2m/s2（30g）的加速度时，必须保持在全锁紧位置不得脱开。
根据俄罗斯要求，我公司需提供给俄方汽车门锁耐惯性力分析报告。
结论：计算结果表明，说明该门锁在294.2m/s（30g）；惯性负荷的作用下，具有保持全锁紧位置的能力。
我公司同时为俄方提供国家级3C认证证书和13位编码的检验报告。
检验项目：锁紧位置、静态纵向负荷试验、静态横向负荷试验。
都符合GB15086-2006《汽车门锁及车门保持件的性能要求和试验方法》中性能要求。
俄方对我公司生产的汽油小卡产品质量非常满意，并长期与我公司签订合作关系。
出口车将来很有市场，也是我公司的发展方向。
金杯卡车作为中国汽车工业的知名品牌，近几年来，在不断提高产品质量的基础上，通过不断的深入市场，了解消费者的需求变化和消费动向，不断的积累市场信息，不断的调整产品研发和生产的方向参考文献：1.《汽车标准汇编》出版单位：中国汽车标准化研究所。
汽车车门有限元分析及综合性能优化
汽车车门有限元分析及综合性能优化钱银超，刘向征，邓卫东，邓赛帮（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州511434）来稿日期：2018-02-06作者简介：钱银超，（1985-），男，安徽砀山人，硕士研究生，工程师，主要研究方向：汽车车身强度耐久及NVH 仿真分析；刘向征，（1978-），男，山东成武人，硕士研究生，工程师，主要研究方向：汽车车身结构优化与疲劳仿真分析1引言车门作为轿车的重要部件，具有缓冲来自外部冲击，隔绝外界噪声的作用。
在汽车开发设计过程中，车门的结构性能已然成为评价汽车品质好坏的重要指标。
车门的主要性能指标包括安装点刚度、强度、NVH 、碰撞以及疲劳耐久等，但这些性能并不是完全一致的，有时甚至是相互矛盾的，如何综合把控车门性能一直是行业内研究的热点和难点。
文献[1]利用MSC.Fatigue 软件，基于Miner 累积损伤理论对某车型后门进行开关耐久分析，并对疲劳寿命危险区域进行了优化设计；文献[2]利用瞬态响应法对某微客车车门进行开关强度分析，在此基础上预测疲劳寿命，并对其进行了试验验证；文献[3]采用Ncode 软件对某SUV 车门进行钣金疲劳损伤分析，并与台架开闭耐久试验进行比对，对薄弱位置进行优化。
上述研究都只是对车门疲劳寿命进行优化改进，并没有结合车门其他方面的性能，而关于车门综合性能优化的研究很少。
以某车型前门为研究对象，针对试验过程中玻璃升降器安装区域开裂现象，利用Ncode 软件，基于E-N 法和Miner 累积损摘要：车门是汽车车身中非常重要的功能部件，在日常使用过程中由于反复的开关，其所受应力尚未达到材料许用应力的情况下，局部区域可能产生疲劳裂纹。
以某车型前门为例，针对试验过程中玻璃升降器安装区域开裂问题，对车门结构进行了局部优化设计。
首先，采用ABAQUS/Explicit 求解器模块计算出冲击应力时间历程，并在Ncode 软件中对前门开关耐久进行了虚拟仿真分析，预测疲劳寿命危险区域。
公交车门开闭机构调查报告
在未来市场中，电动公交车门开 闭机构将逐渐取代气动机构成为
主流产品。
智能化、自动化技术的不断发展 将为公交车门开闭机构市场带来
新的发展机遇。
技术发展建议
加强公交车门开闭机 构的研发力度，提高 产品稳定性和安全性 。
引入智能化、自动化 技术，提升公交车门 开闭机构的便捷性和 高效性。
推广电动公交车门开 闭机构，加大对相关 技术的研发和应用。
市场推广与应用建议
加强品牌建设，提高消费者对公交车门开闭机构的认知度和信任度。
开展市场推广活动，加大对公交车门开闭机构的宣传力度。
与公交公司、交通管理等部门合作，推广使用高品质、高性能的公交车门开闭机构 产品。
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02
便捷性需求
为了提高公交车的运营效率，用户对公交车门开闭机构的便捷性也有一
定要求。产品应实现快速、准确的开关门动作，减少乘客等待时间，提
高乘车效率。
03
应用领域广泛
公交车门开闭机构的应用领域不仅局限于城市公交系统，还可应用于地
铁、轻轨等轨道交通领域。随着这些交通方式的快速发展，公交车门开
闭机构的市场需求将进一步扩大。
主要厂商概述
在市场上，主要的公交车门开闭机构厂商包括国内知名品牌 如XX公司、XX集团等。这些厂商拥有丰富的生产经验和技术 实力，能够提供多种类型和规格的公交车门开闭机构产品。
用户需求与应用领域分析
01
安全性能要求
公交车门开闭机构作为保障乘客安全的关键部件，用户对其安全性能要
求非常高。产品需要具备防夹、防撞等安全功能，确保乘客的上下车安
04
公交车门开闭机构技术 发展趋势
智能化发展
汽车车门强度有限元分析与试验研究
参考文献 ［１］陈家瑞．汽车构造．北京：人民交通出版社，２００５． ［２］张新占．材料力学．西安：西北工业大学出版社，２００５．
２２０００
３模型的建立
Ｉ。Ｓ—ＤＹＮＡ是世界上最著名的通用显式动力分析程序，能够模拟真实世界的各种复杂
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安徽汽车工程学会２０１０学术年会论文集
问题，特别适合求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力 冲击问题。 本次车门强度仿真分析采用Ｉ。Ｓ—ＤＹＮＡ软件，算法采用Ｌａｇｒａｎｇｅ算法，并用沙漏黏性 阻尼控制。在整个模型单元中采用非线性材料模型，多层单点积分和沙漏黏性阻尼控制的 四节点四边形非线性薄壳单元，算法上适合于大位移和大转动。这种类型的单元与 Ｈｕｇｈｅｓ—Ｉ。ｉｕ壳单元相比，具有更高的计算效率。它的计算高效性是基于以下两个运动学 假设： （１）在组集旋转分量时，通过一个单元嵌入坐标系，避免了复杂的非线性力学特性； （２）在组集方程时选择速度应变（变形率），简化了应力分量确定，因为此时采用的是更 普遍使用的柯西应力矢量。 根据轿车车门的结构参数和材料参数，建立如图２所示的有限元模型，然后再定义其材 料和边界条件和载荷，最后进行分析计算。
＼
前门 初始耐挤压力 中间耐挤压力 最大耐挤压力
实验
１１．１５ｋＮ ２４．６０ｋＮ ５２．９１ｋＮ
模拟
ｌ １．７５５ｋＮ ２５．８３８ｋＮ ７１．２１８ｋＮ
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／１
ｌ模拟中间耐挤压力ｌ
ｒ——————’——’——’’。１：＝＝＝＝＝＝：＝＝＝＝＝＝：—————，
卜
。；ｑ妒匡函而丽翮
目■＝；＝；ｅｔ＝＝＝＝＝
２车门的侧面强度试验
此次车门的侧面强度试验是在ＧＢｌ
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课程案例_05双曲柄机构应用—车门启闭机构(精)
职业教育机电一体化专业教学资源库
双曲柄机构应用—车门启闭机构
1.课程案例基本信息
课程案例名称双曲柄机构应用—车门启闭机构
课程案例编号
关键词双曲柄机构车门启闭反平行四边形机构
对应知识点连杆机构类型
2.课程案例
图1是公交车车门，采用反平行四边形机构，图2是车门启闭机构简图，主动曲柄等速转动，从动曲柄反向变速转动。
两曲柄同时转动，从而使固连在曲柄上的车门转动，实现两车门同时开启和闭合的动作。
图1 公交车车门图2 车门启闭机构简图。
轿车车门安装件的力学性能分析
轿车车门安装件的力学性能分析郑海【摘要】国内在轿车车门的设计过程中出现很多问题，尤其是车门铰链、车门安装点等安装件的性能，大大影响了车门的机械性能、声品质。
分析车门安装件的性能、提高其力学性能是主机厂十分关注的问题。
本文阐述了车门安装件的结构及其性能要求，然后应用计算机辅助分析对车门铰链、车门安装点进行了力学分析。
本文的研究方法对于车门安装件的力学分析有参考作用。
%There are many problems in the domestic car door design process, especially the performance of door hinge, door installation point mounting parts, greatly influence the mechanical properties, the sound quality of the door. Performance analysis, door mount to improve its mechanical properties are concern of car company. This paper expounds the requirements of door mount and its performance, and use CAE to analyse the mechanical performance of door hinge, door mounting point. This research method can supply reference for mechanical door mount analysis.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】3页(P74-75,84)【关键词】轿车;车门安装件;车门铰链;动刚度;性能分析【作者】郑海【作者单位】杭州职业技术学院青年汽车学院，浙江杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】U463.8CLC NO.:U463.8Document Code:AArticle ID:1671-7988(2015)07-74-03轿车车门是车身四门两盖中最重要的部件，对于乘员的舒适性影响最大。
汽车车门过开启有限元分析
汽车车门过开启有限元分析作者：王峻峰刘莹王磊来源：《计算机辅助工程》2013年第05期摘要：用Abaqus中的静力学分析功能，对某款车型前门进行过开启分析，得到此车门的过开角度和卸载后车门的残余角度以及车门和限位器的受力状况.同时，利用Abaqus中的MODEL CHANGE关键词，实现车门在过开启后，只有车门重新关闭而限位器保持不动的模拟，以此来考察车门能否关闭，从而更进一步评估传统的车门过开启分析方法.仿真结果表明：该车门过开性能满足设计目标，无破坏风险，且MODEL CHANGE关键词可以为模拟车门的关闭提供极大方便.关键词：静力学分析；车门过开启； Abaqus中图分类号： U463.834； TB115.1文献标志码： B引言车门作为汽车的重要组成部分，在其设计中应该具有如下要求.[1]（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，车门能够锁住，行车或撞车时门不会自动打开.（3）开关方便，玻璃升降方便.（4）具有良好的密封性.（5）具有足够的刚度，不宜变形下沉，行车时不振响.（6）制造工艺性好，易于冲压并便于安装附件.（7）外形上与整车协调.车门在正常开启时，一般不会出现过度开启现象.车门过开启属于车门使用者的误操作，虽然很少出现这种情况，但是如果车门经过偶尔的过开启后性能变差，甚至无法关闭车门，那么会造成使用者对该车质量性能的担忧，降低使用者对品牌的忠信度，影响品牌形象，因而车门过开启分析仍然作为车门考察分析中的重要项目.本文以某款车型的前门作为分析对象，利用Abaqus软件的静力学算法，在传统的车门过开启分析方法基础上，进一步考察车门在过度开启后能否实现车门的关闭，使得该分析的评价方法更加全面.同时，也可以在车门的设计阶段为设计人员提供参考依据.1分析过程1.1车门自重分析车门自重始终要考虑，并且车门从过开启到重新关闭后的自重下沉量应保持不变，将得到的自重下沉量用于后期评估车门是否能够关闭.利用Abaqus软件中DLOAD关键字下的GRAV 选项对车门和车身施加重力载荷，并作为车门过开启分析的第一个分析步.1.2车门过开启分析过开启分析是指当车门已经位于设计最大开启角度时，在车门锁点位置沿车门开启方向施加载荷，以强迫车门继续开启.此时车门靠铰链和限位器等部件限制车门继续开启，并保持静力平衡状态，因而可以使用Abaqus软件隐式求解器中的Static分析方法完成此问题.在过度开启工况中，主要考察车门的过开启角度及其受力状态，以评判车门过开性能和钣金件及限位器能否损坏.同时，也需要考察卸载后车门的残余变形量，即残余开启角度.1.3车门重新关闭车门在过度开启之后能否关闭也是重点关注的考察项，因而需要在同一个分析中模拟车门的关闭过程，并且只需要车门重新关闭，而限位器则保持在过开卸载工况结束时的位置.通过求得车门在初始关闭状态下锁点的z向坐标与过开后车门重新关闭时的锁点z向坐标之差，确定车门在过开启后最终的下沉量，从而判断车门能否关闭.为实现此过程，需要用到Abaqus软件中的MODEL CHANGE关键词.该关键词用于在分析中移除或重新激活单元或接触对；对于单元，此关键词可以以无应变或带应变的方式重新激活单元；对于接触，当某个接触对在分析中不需要时进行移除可以节省计算时间；此关键词只能用于通用分析步中.本文分析主要使用该关键词移除接触对的功能，即“*MODEL CHANGE， TYPE=CONTACT PAIR，REMOVE”来实现上述模拟.2模型建立2.1车门和限位器有限元模型采用壳单元建立车门的有限元模型及实体单元.限位器有限元模型均处于车门开启到最大角度时的位置.车门与限位器的铰链均采用Connector单元中的Hinge类型来模拟，同时应保证Hinge单元位于车门铰链和限位器铰链的设计轴线上，以保证车门能够正确开启和关闭.在车门锁点与车门铰链轴线之间建立垂直于车门铰链轴线的Slot类型Connector单元，该单元的作用是从位于车门铰链轴线上的参考节点（Slot单元的节点1）中读取过开角度和残余过开角度，并在此节点上施加强迫位移，实现车门关闭的模拟，见图1.（a）整体过开启模型（b）Slot单元图 1车门和车身有限元模型限位器压块上、下端与座板和滑块之间采用Tie接触连接.使用Contact Pair类型的接触方式在限位器滑块与拉板之间，缓冲块与座板之间以及铰链与车门和车身之间等多处进行接触设置，防止穿透，以保证分析的真实性.限位器有限元模型见图2.图 2限位器有限元模型2.2边界条件和分析步分4个分析步，均采用Static分析方法.第一个分析步为车门的自重工况.该分析步需要约束车身全部自由度（Slot单元节点1，包括参考节点上除绕车门铰链轴的旋转自由度和沿铰链轴线的平移自由度之外的自由度），车门锁点y向自由度以及约束限位器铰链轴上Hinge单元的绕限位器铰链轴的旋转自由度等，防止车门和限位器在重力载荷作用下出现绕各自转轴旋转而导致计算无法收敛.第二个分析步为过开启加载工况，即在锁点位置沿车门开启方向施加500 N载荷，强迫车门继续开启.此分析步应移除对限位器转轴绕其轴线的旋转约束以及车门锁点的y向自由度，其他位置约束保持不变.第三个分析步为过开启卸载工况，即移除加载在锁点位置上的载荷.第四个分析步为车门重新关闭工况.此工况需在参考节点上施加强迫位移，使车门重新关闭，并且使限位器保持原位置不动.由于限位器与车门之间通过接触作用来实现车门的限位，所以此分析步需使用MODEL CHANGE关键词来移除这些接触定义.同时，约束限位器铰链轴绕其轴线的旋转自由度，防止因限位器出现刚体运动而计算不收敛.另外，为提升该分析的收敛性能，每个分析步中还使用了CONTROLS关键字.3分析结果评价3.1过开性能评估通过Abaqus中的Visualization后处理模块，得到车门在过开启加载工况下的旋转位移云图，见图3.从图3中可以得到参考节点上的旋转角度，即加载工况下车门的过开角度，将此值转换为角度值后与设计目标值进行对比，评判车门过开性能.计算得知，该车门的过开角度为5.4°.图 3过开加载工况下的旋转位移云图用同样的方法，可以得到过开卸载工况下的残余过开角度为2.4°，见图4.图 4过开卸载工况下的旋转位移云图3.2车门和限位器受力评估车门及限位器在加载时所受应力见图5.可以看出，车门所受最大应力位于车门限位器安装孔附近，其应力值为327.3 MPa，小于此零件所用材料的最大抗拉应力，无破坏风险.图 5车门应力云图限位器拉杆应力云图见图6.限位器最大应力位于限位器拉杆上，其最大应力值为300 MPa，小于此零件所用材料的最大抗拉应力，其他位置所受应力均满足要求，亦无破坏风险.图 6限位器拉杆应力云图3.3车门关闭情况评估从第四个分析步中可以得到车门在重新关闭后的最终位置，此时测得锁点的z向坐标为447.234，见图7.图 7参考节点在车门重新关闭工况下的z向坐标值由于车门过开启后存在残余过开启角度，因而此时的位置实际上是车门开启到残余过开启角度时的状态，即车门开启2.4°时的状态.将原模型中的车门调整到开启2.4°的位置可以得到初始状态下的锁点z向坐标为448.694，那么该车门经过过开启后最终的下沉量为1.46 mm，此值小于车门设计员提供的许用下沉量，可以关闭车门.4结论利用Abaqus软件隐式算法求解器中的静力学分析，在一个分析中实现车门过开启分析并考察车门过开后能否关闭，对车门的过开启进行更全面的评估.通过分析得到以下结论。
关于两种常用公交车车门的力学分析
关于两种常用公交车车门的力学分析车门是各种车的重要组成部分，同时也是车的各个部件中鱼人联系紧密的重要部分。
在实现车的用途的过程中，车门的作用往往不可忽视。
事实上，要实现门的作用功能，需正确选择合适的车门开闭结构，因而了解车门的开闭结构至关重要。
在此，我们介绍两种常用车门的开闭结构。
1，曲柄滑块开门机构曲柄滑块车门开闭机构如图所示（门分左右两扇，下图为一边门的结构简图），杆件1为主动杆件，1向左运动的过程中，使2杆转动一定的角度拉动3杆的移动，其中3杆是门的一部分的简化，3杆转动即门转动，滑块4只能在门上方的滑槽内滑动，整个系统组成一个稳定的曲柄滑块机构，从而实现门稳定安全的启动。
已知：2杆长为L，3杆与4杆间夹角α，1杆以w逆时针转动。
当2和3杆间夹角θ时，求4的速度V2。
运算过程如下图：（鼠标绘图无力。
）这种属于内摆式车门，占地空间小，使乘客上下车没有逆向乘客出现，不会产生拥挤碰撞现象。
2，双曲柄车门开闭机构此类车门启闭机构利用了反平行四边形双曲柄中两曲柄反向运动的特点。
运动简图如图所示，杆AB与左边门固结，CD与右边门固结，主动曲柄AB转动时，通过连杆BC 带动从动曲柄CD朝着相反方向转动，门随即打开，并且此机构可以保证两扇门同时开启关闭。
模型图：试说明车门同时开闭的条件。
（绘图无力，自行想象。
）使车门同时打开，则AB杆与CD杆有同样的角速度B点与C点速度一致。
作BC杆的速度瞬心P，为AB杆与CD杆的延长线交点。
使B点与C点速度一致，则必须PB=PC。
三角形PBC为等腰三角形。
所以，车门能同时开闭的条件是：当车门关闭时，角ABC与角DCB的和为180度，且AB=DC。
这种属于顺开式车门，现在较少应用于公交车车门，常用于汽车车门，在汽车行驶时仍可以借助气流关上，并且便于驾驶员在倒车时向后观察另外，常见的与理论力学有关的还有曲柄摇杆车门。
精力有限，不做说明。
公交车车门开关原理
公交车车门开关原理
公交车车门开关原理是指公交车车门的开关装置及其工作原理。
一般来说，公交车的车门开关装置由门控器、门机、门锁等部件组成。
门控器可以控制门机的动作，从而实现车门的开关。
门机则负责驱动车门的开闭运动，而门锁则用于锁定车门。
在公交车运行时，司机通过控制面板上的按钮或踏板，发出开关车门的指令，门控器便开始工作。
门控器通过控制门机的电机运行，使门机带动车门向内或向外开启或关闭。
在门关闭的状态下，门锁会自动锁定车门，防止车门在行驶过程中意外开启。
整个过程中，门控器会对车门的状态进行监测，以确保车门的安全和正常运作。
- 1 -。
侧车门开启力与关门能量分析
目录
1 2 3 4 5 6 7
概述 车门系统开启力分析 车门系统关闭能量分析 铰链轴线布置与开启力和关门能量 限位器与开启力和关门能量 车门开启力系统设计 车门关闭能量系统设计
一、概述
侧门系统是汽车重要的开闭件系统，是使用频率最高的系统之一，是 客户感受，对产品的推荐购买有很大的影响
铰链布置对关门能量的影响 车门开启角度∈（0~-90）根据右手系法则，绕轴顺时针转动时为负 当γ=0，β=-2/2
由曲线图可知，车门开启过程 开启角度增大时，
β＞0，重心提升幅度增大，但趋势减缓； β＜0，重心下降幅度增大，但趋势减缓。
四、铰链轴线布置与开启力和关门能量
铰链布置对关门能量的影响 车门开启角度∈（0~-90）根据右手系法则，绕轴顺时针转动时为负 β=0，γ=-2/2，
开闭系统的性能，包括关门音频，开启力，关门能量等，本章主要针 对车门开启力和关门能量进行分析研究
二、车门系统开启力分析
车门开启力的组成： 铰链摩擦力：fjl 重力在轴线法向分力：mg轴法 限位器摩擦力：fx 限位器轴线法向分力：fz 外拉手开启力：f外手柄 锁体解锁力：f解锁 锁体拔出力：fb 胶条反力：fjt 外拉手开启力：F外 内扶手开启力：F内 外手柄到轴线距离s2 内扶手到轴线距离s3 重心到轴线距离s4
由曲线图可知，车门开启过程 当开启角度增大时，β比γ引起的，重心高度变化值更大
四、铰链轴线布置与开启力和关门能量
铰链布置对关门能量的影响 车门开启角度∈（0~-90）根据右手系法则，绕轴顺时针转动时为负 当γ=0，β=±2，β=0，γ=±2时，两重心高度变化分别求差与和
由曲线图可知，车门开启过程 开启角度增大时，当β与γ同向，重心高度变化幅度增加 当β与γ反向，开启前段，两种状态，幅值均与β引起的变化相当
汽车相关的力学
汽车相关的力学汽车是现代社会中不可或缺的交通工具之一，而汽车的运行离不开力学的支持与作用。
力学是研究物体运动和力的学科，对于汽车来说，力学的应用主要体现在以下几个方面。
一、牛顿运动定律在汽车中的应用牛顿运动定律是力学的基础，它包括了质点运动的三个定律。
在汽车中，第一定律（惯性定律）告诉我们，汽车静止时会保持静止，行驶时会保持匀速直线运动，除非受到外力的作用。
第二定律（动力学定律）告诉我们，汽车的加速度与作用在汽车上的合力成正比，与汽车的质量成反比。
第三定律（作用-反作用定律）告诉我们，汽车行驶时会受到与行驶方向相反的阻力。
二、摩擦力在汽车中的作用摩擦力是指两个物体相互接触时的阻碍相对滑动的力。
在汽车中，摩擦力的作用非常重要。
例如，汽车的刹车系统利用摩擦力将轮胎与地面之间的动能转化为热能，从而使汽车减速停下来。
同时，在汽车的行驶过程中，轮胎与地面之间的摩擦力也提供了汽车行驶的牵引力，使汽车能够顺利行驶。
三、重力在汽车中的影响重力是地球对物体的吸引力，对于汽车来说也是一种重要的力。
重力对汽车的影响主要体现在两个方面。
首先，重力使得汽车的重心向下，从而影响汽车的稳定性和操控性。
因此，汽车设计中需要考虑重心的位置和高度，以确保汽车在行驶过程中能够保持稳定。
其次，重力对汽车的加速性能有一定影响。
由于重力的存在，汽车在上坡行驶时需要更大的动力来克服重力的作用，而在下坡行驶时则可以利用重力的作用来增加速度。
四、弹簧力在汽车中的运用弹簧力是指弹性体在受到外力压缩或拉伸时产生的力。
在汽车中，弹簧力的应用主要体现在悬挂系统和减震系统上。
悬挂系统利用弹簧力来支撑汽车的重量，使车身保持适当的高度和稳定的姿态。
减震系统利用弹簧力来吸收和消散汽车行驶过程中产生的震动和颠簸，提高乘坐舒适度和行驶稳定性。
五、转动力在汽车转向中的作用转动力是指作用在物体上使其发生旋转的力。
在汽车中，转动力的应用主要体现在转向系统中。
转向系统通过施加转动力来改变车轮的方向，从而实现汽车的转向。
公交车门开闭机构调查报告
公交车门开闭机构调查报告调查背景公交车是城市中最为常见的交通工具之一，而公交车车门的开闭机构则是其重要的组成部分之一。
为了了解公交车门开闭机构的使用情况、故障原因以及提高其可靠性，我们进行了一次调查。
调查对象我们选择了10辆在城市中常见的公交车进行调查，其中包括4辆新购买不久、运营时间不长的公交车和6辆老旧的公交车。
调查内容我们对这些公交车门开闭机构进行了以下调查：•开闭速度测试•光电开关灵敏度测试•门扇平稳性测试•手动操作测试•维修记录获取调查结果开闭速度测试我们发现，在新购买不久的公交车上，门的开闭速度较快，平均为3秒左右。
而在老旧的公交车上，由于机构老化，门的开闭速度较慢，平均为5秒左右。
光电开关灵敏度测试我们测试了公交车门开闭机构中的光电开关，发现在新购买不久的公交车上，光电开关的灵敏度较高，门的开闭速度受阻时能够快速停下。
而在老旧的公交车上，光电开关的灵敏度较低，门扇往往需要较大的力气才能被阻止。
门扇平稳性测试我们通过对公交车门扇的振动测试发现，在老旧的公交车上门扇存在较大幅度的晃动，而在新车上则相对稳定。
手动操作测试我们对公交车门开闭机构进行了手动操作测试，发现老旧的机构手动操作时门扇很难被完全打开，需要多次操作。
而在新车上则可以很轻易地手动完成。
维修记录获取通过获取公交车门开闭机构的维修记录，我们发现老旧的机构维修次数较多，而新车上的机构几乎没有维修记录。
建议与方案结合调查结果，我们提出以下建议和方案来提高公交车门开闭机构的可靠性：•对老旧公交车进行机构更换或维修，提高其开闭速度、平稳性和灵敏度。
•对公交车门开关机构进行定期维护，提高其使用寿命和可靠性。
•对新车进行定期巡检，及时发现问题并处理。
通过本次调查，我们了解了公交车门开闭机构的使用情况和故障原因，提出了一些建议和方案来提高其可靠性。
我们希望这些建议和方案能够被公交车运营方所采纳并付诸实践。
特殊场合1：冬季气温较低的地区在冬季气温较低的地区，公交车门的开闭机构容易出现冻结等情况。
某型商用车车门开启力大的分析与改进
开启 次数 ｌ 开启 次数 ２ 开启 次数 ３ 开启 次数 ４ 开启 次 数 ５ 平 均值
（ 单位 ： Ｎ）
研 究车 辆
７ ０ ． ２ ７ ３４ ７ ２ ． １ ６ ９ ． ８ ６ ９ ． ６ ７ １
样车 １
４ ｌ ３ ９ ４ １ ３ ５ ３ ６ ３ ８ ． ４
高 的项 目之 一 。 “ 开／ 关 门能量 ／ 力 的超 重 ” 问题
成为各大汽车厂商亟待解决的问题 。本文以某型 商用车车门开启力作为研究对象 ，通过竞 品车车
门开 启力 大小 的对 标分 析 ， 从 门锁 机构 、 车门 密封 条等 主要 方面提 出优化 方案 。
时， 会根据车门是否一次性开启及手臂的反馈力
关 闭 的情 况下 ， 手 动实 现锁 机构 锁 闭 ， 固定 好 车 门 后， 测量 门的外把 手活 动端 的开启 拉力 。 测 量结果
见表 ２ 。
目前 商 用车 锁具使 用 的卡 板及 棘爪 基 本采 用 全 钢机 构及镀 锌 表面 处理 ，钢 铁 的摩擦 系 数与 阻
表 ２ 研 究 车辆 与 其 它 样 车 门锁 空开 开 启 力 测 量数 据
（ 单位 ： Ｎ）
研 究车 辆 １ Ｏ ６ ． ４ ５
１ Ｏ ８ ． ２
样车 １ ７ ３
６ ３
样车 ２ ６ ４ ． ９ ５
６ ２ ． ９
开 启次 数 ３ 开 启次数 ４
开 启次 数 ５ 平均 值
５ ６ ７ ８
７ ９ ６ ９ ． ８
５ ７ ． ６ ６ １ ＿ ２ ５
明需要优化。以下是对研究车辆与其它 ２ 台对标 车进行的开启力测试结果（ 见表 １ ） 。
２ ８ 技 术纵横
关于两种常用公交车车门的力学分析
关于两种常用公交车车门的力学分析车门是各种车的重要组成部分，同时也是车的各个部件中鱼人联系紧密的重要部分。
在实现车的用途的过程中，车门的作用往往不可忽视。
事实上，要实现门的作用功能，需正确选择合适的车门开闭结构，因而了解车门的开闭结构至关重要。
在此，我们介绍两种常用车门的开闭结构。
1，曲柄滑块开门机构曲柄滑块车门开闭机构如图所示（门分左右两扇，下图为一边门的结构简图），杆件1为主动杆件，1向左运动的过程中，使2杆转动一定的角度拉动3杆的移动，其中3杆是门的一部分的简化，3杆转动即门转动，滑块4只能在门上方的滑槽内滑动，整个系统组成一个稳定的曲柄滑块机构，从而实现门稳定安全的启动。
已知：2杆长为L，3杆与4杆间夹角α，1杆以w逆时针转动。
当2和3杆间夹角θ时，求4的速度V2。
运算过程如下图：（鼠标绘图无力。
）这种属于内摆式车门，占地空间小，使乘客上下车没有逆向乘客出现，不会产生拥挤碰撞现象。
2，双曲柄车门开闭机构此类车门启闭机构利用了反平行四边形双曲柄中两曲柄反向运动的特点。
运动简图如图所示，杆AB与左边门固结，CD与右边门固结，主动曲柄AB转动时，通过连杆BC 带动从动曲柄CD朝着相反方向转动，门随即打开，并且此机构可以保证两扇门同时开启关闭。
模型图：试说明车门同时开闭的条件。
（绘图无力，自行想象。
）使车门同时打开，则AB杆与CD杆有同样的角速度B点与C点速度一致。
作BC杆的速度瞬心P，为AB杆与CD杆的延长线交点。
使B点与C点速度一致，则必须PB=PC。
三角形PBC为等腰三角形。
所以，车门能同时开闭的条件是：当车门关闭时，角ABC与角DCB的和为180度，且AB=DC。
这种属于顺开式车门，现在较少应用于公交车车门，常用于汽车车门，在汽车行驶时仍可以借助气流关上，并且便于驾驶员在倒车时向后观察另外，常见的与理论力学有关的还有曲柄摇杆车门。
精力有限，不做说明。
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关于两种常用公交车车门的力学分析
车门是各种车的重要组成部分，同时也是车的各个部件中鱼人联系紧密的重要部分。
在实现车的用途的过程中，车门的作用往往不可忽视。
事实上，要实现门的作用功能，需正确选择合适的车门开闭结构，因而了解车门的开闭结构至关重要。
在此，我们介绍两种常用车门的开闭结构。
1，曲柄滑块开门机构
曲柄滑块车门开闭机构如图所示（门分左右两扇，下图为一边门的结构简图），杆件1为主动杆件，1向左运动的过程中，使2杆转动一定的角度拉动3杆的移动，其中3杆是门的一部分的简化，3杆转动即门转动，滑块4只能在门上方的滑槽内滑动，整个系统组成一个稳定的曲柄滑块机构，从而实现门稳定安全的启动。
已知：2杆长为L，3杆与4杆间夹角α，1杆以w逆时针转动。
当2和3杆间夹角θ时，求4的速度V2。
运算过程如下图：（鼠标绘图无力。
）
这种属于内摆式车门，占地空间小，使乘客上下车没有逆向乘客出现，不会产生拥挤碰撞现象。
2，双曲柄车门开闭机构
此类车门启闭机构利用了反平行四边形双曲柄中两曲柄反向运动的特点。
运动简图如图所示，杆AB与左边门固结，CD与右边门固结，主动曲柄AB转动时，通过连杆BC 带动从动曲柄CD朝着相反方向转动，门随即打开，并且此机构可以保证两扇门同时开启关闭。
模型图：
试说明车门同时开闭的条件。
（绘图无力，自行想象。
）
使车门同时打开，则AB杆与CD杆有同样的角速度
B点与C点速度一致。
作BC杆的速度瞬心P，为AB杆与CD杆的延长线交点。
使B点与C点速度一致，则必须PB=PC。
三角形PBC为等腰三角形。
所以，车门能同时开闭的条件是：
当车门关闭时，角ABC与角DCB的和为180度，且AB=DC。
这种属于顺开式车门，现在较少应用于公交车车门，常用于汽车车门，在汽车行驶时仍可以借助气流关上，并且便于驾驶员在倒车时向后观察
另外，常见的与理论力学有关的还有曲柄摇杆车门。
精力有限，不做说明。