汽车行李箱扭簧设计计算方法
三厢轿车行李箱盖扭杆弹簧平衡系统分析及其设计应用
链之间"行李箱开关过程中"设单根铰链自身摩擦力矩为 $*" 单根扭杆扭矩为 $+"在行李箱盖开关过程中"如果在中间位 置能够达到平衡状态"则要满足如下条件!
$! e)$*f)$+
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当不满足以上条件时"行李箱盖处于上升或下降过程%
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目前常用的铰链有二连杆铰链和四连杆铰链两种"文章
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由于扭杆是在行李箱盖参数已经确定的条件下设计的"
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)&( 行李箱盖开闭系统的性能要求分析
对于轿车行李箱盖开闭系统来说"在开启(关闭过程所
#行李箱盖重力矩分析 假设轿车行李箱盖系统的总重量为 !" "因为行李箱盖 左右对称"所以可以将行李箱盖系统简化在 dV平面中进行 研究% 行李箱盖绕铰链轴中心转动"假设其中心坐标为& d9" V9' "当行李箱盖处于关闭状态时"其重心坐标为& dD"VD' % 图 $ 所示为行李箱盖开关状态示意图% 假设行李箱盖重心 到铰链轴中心的距离为 #$ "行李箱盖关闭时重心轴线与水平 面的夹角为 #"行李箱盖重力矩力臂为 d(开启与关闭位置旋 转角度 !%
关键词行李箱盖扭杆弹簧平衡分析
44扭杆弹簧作为一种弹性元件"因其结构简单(成本低廉( 耐久性能好"被广泛应用于三厢轿车行李箱盖开闭系统% 其 工作原理是通过扭杆弹簧扭转产生弹性变形"储存扭矩"克 服行李箱盖的重力矩和铰链摩擦力矩"从而达到开启行李箱 盖的功能% 对于使用扭杆弹簧的轿车性能要求"行李箱盖解 锁后以小于某一加速度值弹起到一定高度后静止"在一定角 度范围达到平衡状态"以免落下伤人"而在最大开启位置又 能保持静止并可抵抗一定的迎风力矩% 文章通过对行李箱 盖开关过程中重力矩曲线的分析"同时将扭杆弹簧扭矩曲线 与重力矩曲线相匹配"设计扭杆的线径和旋转角度%
弹簧计算公式(压簧、拉簧、扭簧弹力)
压簧、拉簧、扭簧弹力计算公式压力弹簧压力弹簧的设计数据，除弹簧尺寸外，更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷；·弹簧常数：以k表示，当弹簧被压缩时，每增加1mm距离的负荷(kgf/mm)；·弹簧常数公式（单位：kgf/mm）：G=线材的钢性模数：琴钢丝G=8000，不锈钢丝G=7300，磷青铜线G=4500 ，黄铜线G=3500d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数Nc=有效圈数=N-2弹簧常数计算范例:线径=2.0mm , 外径=22mm , 总圈数=5.5圈 ,钢丝材质=琴钢丝拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同·拉力弹簧的初张力：初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力，初张力在弹簧卷制成形后发生。
拉力弹簧在制作时，因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同，使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。
所以安装各规格的拉力弹簧时，应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。
·初张力=P-（k×F1）=最大负荷-（弹簧常数×拉伸长度）·弹簧常数：以 k 表示,当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷 (kgf/mm).·弹簧常数公式（单位：kgf/mm）:E=线材之钢性模数：琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200 ,黄铜线E=11200d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数R=负荷作用的力臂p=3.1416。
拉簧及扭簧弹力、刚度计算公式
拉簧及扭簧弹力、刚度计算公式一、拉伸弹簧弹力、刚度计算公式1.拉伸弹簧一已知自由长度，弹簧刚度和初始拉力时，某一工作长度负荷的计算公式如下：P=(Rx F)+I.T.P是指负荷（磅）；R是指弹簧刚度（磅／英寸）；F是指距自由长度的变形量；I.T.是指初拉力。
例如：已知自由长度为1英寸、刚度为6.9磅／英寸和初始张力为0.7磅，工作长度为1.500英寸时，负荷计算公式如下：P= [6.9 x(1.500-1.000)l+0.7= (6.9x 0.500) +0.7= 3.45+0.7= 4.15磅2．如何计算刚度一弹簧刚度是指使弹簧产生单位变形的负荷，可通过以下步骤测试：1>弹簧变形约为最大变形的20%（自由长度藏去压并高度）时，测量弹簧负荷(P1)及弹簧长度(L1)。
2>弹簧变形不超过最大变形的80%时，测量弹簧负荷(P2)及弹簧长度(L2)。
务必确保弹簧长度为L2时任意两个簧圈（闭合收口除外）都没有发生接触。
3>计算刚度(R)（磅／英寸）R=(P2-P1)/(L1-L2)二、扭簧设计需要的技术参数扭簧的工作状态和拉伸弹簧及压缩弹簧有所不同，其更为复杂和多变，其中包括了很多参数指标，下面一一讲解：d (弹簧线径) :该参数描述了弹簧线的直径，也就是我们说的弹簧钢丝的粗细，默认单位mm。
Dd (心轴最大直径)：该参数描述的是工业应用中弹簧轴的最大直径，公差±2%。
D1 (内径): 弹簧的内径等于外径减去两倍的线径。
扭簧在工作过程中，内径可以减小到心轴直径，内径公差±2%。
D (中径): 弹簧的中径等于外径减去一个线径。
D2 (外径) : 等于内径加上两倍的线径。
扭簧在工作过程中，外径将变小，公差(±2%±0.1)mm。
L0 (自然长度)：注意：在工作过程中自然长度会减小，公差±2%。
Tum (扭转圈数)：弹簧绕制的圈数，圈数的不同直接影响扭簧的性能。
扭簧的扭矩计算公式(一)
扭簧的扭矩计算公式(一)扭簧的扭矩计算公式什么是扭簧的扭矩？扭簧是一种能够储存、释放扭转能量的弹簧，广泛应用于机械、汽车等领域。
其中，扭簧的扭矩是指扭簧在扭动时产生的力矩，也称为弹矩。
扭簧的扭矩计算公式扭簧的扭矩计算公式可以根据扭簧的结构和材料来确定。
以下是一些常见的扭簧的扭矩计算公式：1.一般弹簧材料扭矩计算公式：T=k⋅θ公式中，T表示扭矩，k表示弹簧的弹性系数，θ表示扭转角度。
示例说明：假设有一根弹簧，其弹性系数为 2 Nm/deg，扭转角度为45°，则根据公式可计算出扭矩为 90 Nm。
2.圆柱螺旋弹簧的扭矩计算公式：T=G⋅d 432⋅D⋅θ公式中，T表示扭矩，G表示剪切模量，d表示线径，D表示弹簧的平均直径，θ表示扭转角度。
示例说明：假设有一根圆柱螺旋弹簧，其剪切模量为 80 GPa，线径为 10 mm，平均直径为 100 mm，扭转角度为90°，则根据公式可计算出扭矩为 Nm。
3.方柱螺旋弹簧的扭矩计算公式：T=G⋅b 3⋅ℎ16⋅D⋅θ公式中，T表示扭矩，G表示剪切模量，b表示方柱螺旋弹簧的边长，ℎ表示方柱螺旋弹簧的高度，D表示弹簧的平均直径，θ表示扭转角度。
示例说明：假设有一根方柱螺旋弹簧，其剪切模量为 60 GPa，边长为 20 mm，高度为 30 mm，平均直径为 150 mm，扭转角度为180°，则根据公式可计算出扭矩为 Nm。
结论扭簧的扭矩计算公式根据扭簧的结构和材料的不同而有所区别。
通过选择合适的计算公式，可以准确计算出扭簧在扭动时产生的扭矩。
车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧的布置计算
车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧的布置计算沈茂涛【摘要】对轿车车门铰链、车门前侧分缝线、行李箱盖扭杆弹簧的布置进行了研究,总结了轿车设计中车门铰链及其轴线的布置方法、步骤及校核要点.介绍了车门与翼子板之间、前后车门之间分缝线的位置以及形状走向的确定方法,论述了行李箱盖铰链及其平衡支撑机构的形式、行李箱盖重力力矩以及扭杆弹簧力矩曲线的绘制方法,明确了扭杆弹簧扭转刚度系数的计算方法.%ln this paper, investigation is made to car door hinge, door front separating line, trunk lid torsional bar spring. Layout method, procedure and checking points were summarized to door hinge and its axial line in car design. Position of separating line between door and fender, between front and rear door as well as determination method of shape direction are introduced. Trunk lid hinge and the form of its balance supporting mechanism, the plotting method of trunk lid gravity moment and torsional bar spring moment curve are elaborated, the calculation method of torsion stiffness coefficient of torsional bar spring is defined in the paper.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2012(000)008【总页数】4页(P29-31,36)【关键词】车门铰链;车门分缝线;行李箱盖扭杆弹簧;扭转刚度系数【作者】沈茂涛【作者单位】上海同捷科技股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】U463.81 前言在以往的轿车车身设计中，车门铰链轴线基本是先沿用标杆车设计，车门前侧分缝线直接由造型给定，然后工程设计人员进行车门运动分析，根据最小运动间隙要求再去调整铰链轴线或车门前侧分缝线。
汽车行李箱盖产品结构优化设计分析
汽车行李箱盖产品结构优化设计分析发表时间：2019-09-19T14:27:52.233Z 来源：《建筑细部》2019年第4期作者：罗林[导读] 在汽车行业当中，汽车行李箱盖的开启方式和驱动点的改变会使电动开启的用力过大，所以在汽车行李箱盖开发过程中，要将开启施力值减少到合理的范围，满足行李箱盖电动化的需求，本文就主要对汽车行李箱盖产品结构优化设计进行了分析。
罗林四维尔丸井（广州）汽车零部件有限公司 510530摘要：在汽车行业当中，汽车行李箱盖的开启方式和驱动点的改变会使电动开启的用力过大，所以在汽车行李箱盖开发过程中，要将开启施力值减少到合理的范围，满足行李箱盖电动化的需求，本文就主要对汽车行李箱盖产品结构优化设计进行了分析。
关键词：汽车行李箱盖；产品结构；优化分析目前汽车行李箱盖产品主要是基于纯手动的开关来设计后备箱盖的，要对汽车行李箱盖产品结构进行优化和设计，主要目的就是设计手动开启处的用力较小，而电动开启行李箱盖则是从支撑端施力，驱动行李箱盖整体开启和关闭，所以电动开启行李箱盖的过程相对于手动来说是一个较费力的过程，因此在汽车行李箱盖电动开发过程中要在不影响行李箱位置关系和运动关系的同时，对行李箱盖产品结构进行优化，设计如何增加电驱动端力臂长度，减少阻力。
一、压力边和拉延力的计算1、压边力的选择冲压形成过程中的重要工艺参数之一就是压力边，压力边的选择是否合理影响着该过程是否可能出现缺陷。
首先压边力是能够增强板料拉应力，控制板料的流动，如果压边力不足，将会引起板料的破裂和起皱，通常情况下，当压力边增大时，成形力也会随之增大，并且在一定范围内一直，会对板料的起皱有一定的抑制作用，减少拉力不足的情况，但是如果拉应力过大，则会明显增加板料拉裂的趋势，导致板料产生破裂，过大的压力便会加快模具的损耗，减少模具使用寿命，过小压边力，会导致板料流动不足，形成拉裂或起皱的现象。
所以压边力的选取会受到很多因素的影响，其中拉延件的结构形状，对压边力的选择起着决定性的作用，板料的性能、模具的结构压边力的选择，所以需要通过一些模拟仿真实验，通过一些精细的计算来选取合适的压边力。
车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧的布置计算
拉、压、扭簧计算公式弹簧刚度计算
拉、压、扭簧计算公式弹簧刚度计算-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1弹簧刚度计算压力弹簧·压力弹簧的设计数据，除弹簧尺寸外，更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷；·弹簧常数：以k表示，当弹簧被压缩时，每增加1mm距离的负荷(kgf/mm)；·弹簧常数公式（单位：kgf/mm）：G=线材的钢性模数：碳钢丝G=79300 ；不锈钢丝G=697300，磷青铜线G=4500 ，黄铜线G=350d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数Nc=有效圈数=N-2拉力弹簧拉力弹簧的 k值与压力弹簧的计算公式相同·拉力弹簧的初张力：初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力，初张力在弹簧卷制成形后发生。
拉力弹簧在制作时，因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同，使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。
所以安装各规格的拉力弹簧时，应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。
·初张力=P-（k×F1）=最大负荷-（弹簧常数×拉伸长度）·拉力弹簧的设计数据，除弹簧尺寸外，更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷；·弹簧常数：以k表示，当弹簧被拉伸时，每增加1mm距离的负荷(kgf/mm)；·弹簧常数公式（单位：kgf/mm）：G=线材的钢性模数：碳钢丝G=79300 ；不锈钢丝G=697300，磷青铜线G=4500 ，黄铜线G=350d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数扭力弹簧·弹簧常数：以 k 表示,当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷 (kgf/mm).·弹簧常数公式（单位：kgf/mm）:?E=线材之钢性模数：琴钢丝E=21000 ,不锈钢丝E=19400 ,磷青铜线E=11200，黄铜线E=11200d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-d。
扭簧扭矩计算公式
扭簧扭矩计算公式（实用版）目录1.扭簧扭矩计算公式的概念与应用背景2.扭簧扭矩计算公式的推导与解释3.扭簧扭矩计算公式在实际应用中的例子4.扭簧扭矩计算公式的局限性与改进方向正文扭簧扭矩计算公式是一种计算物体在扭转过程中产生的扭矩的数学公式。
扭簧是一种常见的弹性元件，广泛应用于各种扭转控制系统中，例如，汽车底盘系统、发动机曲轴、电机等。
在这些应用中，计算扭簧扭矩对于分析系统的力学性能和设计控制策略具有重要意义。
一、扭簧扭矩计算公式的概念与应用背景扭簧扭矩计算公式是基于弹性力学原理推导得到的。
扭簧在受到外力作用时，会产生扭转变形，这种变形会导致一个力矩，即扭矩。
根据胡克定律，弹性元件的应变与施加的力成正比，可以得到扭簧扭矩计算公式。
二、扭簧扭矩计算公式的推导与解释扭簧扭矩计算公式为：T = G * (α * l)其中，T 表示扭矩，G 表示扭簧的弹性模量，α表示扭簧的扭转角度，l 表示扭簧的长度。
这个公式的推导过程如下：假设有一个长为 l 的扭簧，在扭转过程中产生了一个角度α。
根据胡克定律，扭簧所受的力 F 与施加的力矩 M 的关系为：F =G * αM = F * l将 F 代入 M 的公式中，得到：M = G * α * l由于扭矩 T 等于力矩 M，所以：T = G * α * l这就是扭簧扭矩计算公式。
三、扭簧扭矩计算公式在实际应用中的例子假设有一个电机，它的额定功率为 P，额定转速为 n。
根据电机的额定功率和额定转速，可以求出电机的额定扭矩 T：T = P / (2 * π * n / 60)将 P、n 代入公式，得到：T = P * 60 / (2 * π * n)这个公式实际上就是扭簧扭矩计算公式在电机领域的具体应用。
四、扭簧扭矩计算公式的局限性与改进方向扭簧扭矩计算公式虽然可以用于计算物体在扭转过程中产生的扭矩，但它也有一些局限性。
例如，它只能计算线性扭转，不能计算非线性扭转；它只能计算静载荷下的扭矩，不能计算动载荷下的扭矩等。
后备箱扭杆弹簧计算及开启过程仿真分析
Ｙ轴主动惯量／ （ ｋ ｇ・ ｍ ）
轴 主 动惯 量 ／ （ ｋ ｇ・ ｍ。 ）
１ ． ８２ ２
２． １ ９ ６
２ ０ １ ７年 第 １期
于 明晓 ， 等： 后备 箱扭 杆 弹簧计 算及 开启 过程 仿真 分析
９
后备箱 开启 过程 中重 力矩 的计 算公 式为 ：
Ｍ Ｇ＝ ： ＝ ｍｇ Ｌ Ｃ Ｏ Ｓ （ 一 口） （ １ ）
了在设计 阶段 就提 前 了解 后备箱 扭杆 弹 簧 的设 计 是
１ ７． １３
０． ３６ ５ ０． ６３ ２
轴主动惯量／ （ ｋ ｇ・ ｍ ）
否符 合要 求 ， 保 证 良好 的使用 效果 ， 该 文运用 多 体动 力 学 软 件 ＡＤ ＡＭＳ对 设 计 的 后备 箱 进 行 动 力 学 仿
根 据式 （ １ ） 和表 １绘 制 后备 箱 盖 开 启 过 程 中的 重 力矩 变化 曲线 ， 结果 见 图 ３中 曲线 。
度 时扭杆 弹簧 的扭 矩 Ｍ 为 ：
Ｍ Ｈ—Ｍ（ 、 ＋ Ｍ Ｇ— １ ． ５ ｇ ・ＤＦ ＋ ｍ ｇ ・ＤＥ （ ３ ）
轴 线
图 ３ 后 备 箱 盖 重 力 矩 曲 线 和 扭 杆 弹 簧 扭 矩 曲 线
表１ 后 备 箱 盖 参 数 测 量 值
扭 杆 弹簧 的弹性 会影 响后 备箱 开 闭过程 中 的安
参数 名称
质 量 ｍ／ ｋ ｇ 夹角 ｎ ／ （ 。 ） 距离 Ｌ ／ ｍ
参 数 值
１ ４ ． ６９
全 可靠性 。 目前后备 箱扭杆 弹簧设计 的一般方 法 为
根 据经验 提 出初 步 方 案或 沿 用 标 杆 车设 计 ， 后期 在 实车上 进 行调试 ， 使 后备 箱 的开 启 角 度 、 开启力、 开 启 速度 和 关闭 力符 合 设 计 要 求 ， 形 成 最 终 产 品 。为
行李箱扭簧设计计算方法
众泰控股集团有限公司企业标准Q/CS发布Q/CS 05.010-2013行李箱扭簧设计计算方法2013-02-28实施2013-02-25发布Q/CS 05.010-2013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：綦法富。
行李箱扭簧设计计算方法1 范围本标准规定了行李箱扭簧的技术要求、试验方法和计算方法。
本标准适用于三厢车鹅颈式（弓形）铰链所配用的行李箱扭簧产品。
2 引用标准下列文件中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（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 230.1-2009金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 1222-2007 弹簧钢GB/T 1805-2001 弹簧术语GB/T 18983-2003 油淬火回火弹簧钢丝Q/ZTB 06.002-2012 乘用车零部件防腐技术要求Q/ZTB 07.025-2012 禁用和限用物质规范3术语和定义3.1 行李箱扭簧作为平衡铰链的弹性元件之一，占有有效空间小，易于安装，是一种较好的结构型式。
其工作原理是通过扭转产生弹性变形输出力矩。
3.2 鹅颈式（弓形）铰链鹅颈式（弓形）铰链是使用弹性元件，可以在行李箱盖开启或关闭过程中平衡行李箱盖重力矩的铰链结构,因其形状类似于鹅颈而得名。
该铰链形式结构简单、制造工艺容易、有足够强度、可靠耐久及成本较低等优点，目前在中低档三厢车型中广泛应用。
3.3 剪切弹性模量（G）材料的力学性能指标之一，是材料在纯剪切应力状态下，应力低于比例极限时切应力与切应变的比值。
它代表着材料抵抗切应变的能力，模量大，则表示材料的刚性强。
目前几种常用的扭簧材料剪切弹性模量见表1所示。
表1 扭簧材料的剪切弹性模量3.4 行李箱盖重力矩行李箱盖重力臂是随行李箱盖开启角度的变化而变化。
汽车用螺旋弹簧设计和制造知识概述
可参照表3计算：
总圈数n1
n+1.5 n+2 n+2.5 n+2 n+2.5
自有高度H0 nt+d
nt+1.5d nt+2d nt+3d nt+3.5d
端部形式
两端圈磨平 两端圈不磨
压缩弹簧的典型图样
以下两种表达方式皆可：
弹簧技术要求含：
1. 总圈数 2. 工作圈数 3. 绕制方向 4. 表面处理 5. 制造技术条件 6. 设计计算参数
C
旋绕比
K
应力修正系数
K 4C 1 0.615
t
弹簧节距
4C 4 C
mm
F1 Ip
弹簧安装时的予加载荷 N 材料截面极惯性矩 ， 圆形截面为
Ip
d 4
32
mm4
圆柱螺旋压缩弹簧的计算公式
1. 载荷 F 与变形 f 的简化计算式：
f
FD3n
4GI p
8FD3n Gd 4
8FC 3n Gd
2. 载荷与应力的计算式：
除此之外，喷丸处理还可消除弹簧表面的 疵点、脱碳（严重降低弹簧的疲劳强度） 和微小缺陷，从而消除或减少了疲劳源。
应当指出，喷丸后的弹簧长度会变短，制定 工艺时应予以考虑。喷丸处理和强化处理 可同时在重要弹簧上采用，譬如悬架弹簧。
弹簧的表面处理
1.弹簧的金属保护层： 镀锌处理：锌在干燥空气中较安定，不变化。在 潮湿空气中会产生一层氧化锌白色薄膜，它可阻 止弹簧继续遭受腐蚀，可用于弹簧在一般大气条 件下防腐。凡是与硫酸、盐酸和苛性钠相接触的 弹簧则不宜用镀锌处理。 镀锌后的弹簧还可经钝化处理，藉以进一步提高 保护性能和增加美观。 镀锌层厚一般在6-24微米范围内选取。
车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧的布置计算
车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧的布置计算车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧的布置计算车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧是车身组成部件之一，需要进行布置计算，以保证各个部件的正常工作。
下面将介绍车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧的布置计算。
车门铰链是车门与车身连接的部件，负责支撑车门以及让车门正常开启和关闭。
车门铰链的布置需要考虑以下几个因素：1. 质量：车门铰链需要承受车门的重量，因此需要选择耐用且质量较高的铰链。
2. 受力：车门铰链需要承受每次开启和关闭过程中产生的力，因此需要考虑车门铰链的承受能力。
3. 安全性：车门铰链需要保证车门的安全性，因此需要在车门铰链上增加防护装置以确保车门在突发情况下不会突然落下。
4. 稳定性：车门铰链需要保证车门的稳定性，以保证车门在行驶过程中不会产生误动作。
5. 维修性：车门铰链需要保证维修人员可以方便地进行检修和维修。
对于行李箱盖扭杆弹簧的布置计算，同样需要考虑以上因素，但还需要考虑以下几个因素：1. 弹簧弹性：行李箱盖扭杆弹簧需要经常拉伸和收缩，因此需要选择弹性较好的弹簧。
2. 位置：行李箱盖扭杆弹簧的位置需要考虑到行李箱盖的重心点，以确保行李箱盖在开启和关闭时不会出现过于剧烈的运动。
3. 动作速度：行李箱盖扭杆弹簧需要保证行李箱盖在开启和关闭时的速度适中，以保证操作的方便性和安全系数。
4. 承受能力：行李箱盖扭杆弹簧需要承受行李箱盖的质量，因此需要考虑弹簧的承受能力。
5. 防震性：行李箱盖扭杆弹簧需要保证在行驶过程中不会因为车身震动而产生异动。
在进行车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧的布置计算时，还需要注意以下几个方面：1. 布置数量：车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧的数量需要根据车身的实际情况进行选定。
2. 布置位置：车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧的位置需要综合考虑车身结构、实际需求等因素进行选择。
3. 配件选配：车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧需要选择适配车身的配件，以保证其功能和性能的正常发挥。
总之，车门铰链及行李箱盖扭杆弹簧的布置计算需要综合考虑多个因素，以保证车身的正常运行和安全性。
扭簧的扭力计算公式
扭簧的扭力计算公式扭簧是一种常见的机械弹簧，广泛应用于各种机械装置中。
它的主要作用是通过扭转来储存和释放能量，实现机械装置的运动。
在设计和制造扭簧时，需要准确计算扭簧的扭力，以确保其能够正常工作并满足设计要求。
扭簧的扭力计算公式是根据胡克定律和材料力学原理推导出来的。
胡克定律指出，当弹簧受到扭转力矩时，弹簧的扭转角度与扭转力矩成正比。
材料力学原理则用于计算弹簧的弹性变形和应力分布。
扭簧的扭力计算公式可以表示为：T = k * θ其中，T表示扭力，k表示扭簧的弹簧常数，θ表示扭转角度。
扭簧的弹簧常数k是一个重要的参数，它反映了扭簧的刚度和弹性特性。
弹簧常数k可以通过实验测量或根据扭簧的几何尺寸和材料特性计算得出。
一般来说，扭簧的弹簧常数越大，扭力对扭转角度的影响越大，扭簧的刚度越高。
扭簧的扭转角度θ是指扭簧在受到扭转力矩作用下发生的角度变化。
扭转角度与扭簧的几何尺寸、材料特性和外力矩大小有关。
在实际应用中，需要根据具体的设计要求和工作条件来确定扭转角度的范围。
通过扭簧的扭力计算公式，可以帮助工程师准确地计算扭簧的扭力，从而指导扭簧的设计和制造。
在实际应用中，需要考虑扭簧的工作环境、工作温度、工作寿命等因素，以确保扭簧能够稳定可靠地工作。
此外，扭簧的扭力计算公式还可以用于扭簧的选型和优化设计。
通过调整扭簧的几何尺寸和材料特性，可以改变扭簧的弹簧常数和扭转角度，从而满足不同的设计要求。
总之，扭簧的扭力计算公式是设计和制造扭簧的重要工具。
它可以帮助工程师准确地计算扭簧的扭力，指导扭簧的设计和制造，并满足不同的设计要求。
在实际应用中，需要综合考虑扭簧的工作环境和工作条件，以确保扭簧能够稳定可靠地工作。
扭簧弹簧的设计和计算
扭簧弹簧计算器以弹簧设计来图弹簧加工制造为主圆柱螺旋扭转弹簧图纸画法怎么去设计计算一个合理的弹簧目前，广泛应用的弹簧应力和变形的计算公式是根据材料力学推导出来的。
若无一定的实际经验，很难设计和制造出高精度的弹簧，随着设计应力的提高，以往的很多经验不再适用。
例如，弹簧的设计应力提高后，螺旋角加大，会使弹簧的疲劳源由簧圈的内侧转移到外侧。
所有的计算也只是给我们一个大的方向从而减少研发成本。
左图是扭转弹簧刚度系数和力度的计算方法。
螺旋线圈构成的圆柱形弹簧，工作线圈间为恒定间距，能够承受垂直于环绕轴沿着卷绕方向和反方向的扭力。
线径大于16mm的弹簧通常为冷卷。
热成型弹簧用于强负载的直径大于10mm的较大尺寸弹簧。
备注：该计算设计用于线圈卷绕方向的扭转负载，不计入弹簧内部或外部导向零件的支撑效果。
也不计入出现的摩擦效果。
线圈之间的可能的摩擦也不计入在内。
扭簧的常见形式··外臂扭转弹簧···内臂扭转弹簧···中心臂扭转弹簧···平列双扭弹簧·弹簧力度设计扭簧按两种基本设计制造：紧和松（线圈间隙）。
如果是静态负载，紧凑的线圈为推荐选项。
但是，工作线圈之间出现摩擦，这将导致弹簧寿命减少。
另外，线圈的过于接近的间隙阻止弹簧完美喷丸。
由于弹簧端部的节构形状，弹簧与导杆的摩擦等均影响弹簧的特性，所以无特殊需要时，不规定特性要求。
如规定弹簧的特性要求时，应采用簧圈间有间隙的弹簧，用指定扭转变形角时的扭力进行考核。
扭转弹簧的类型如上图，前三类为普通形式扭转弹簧，第4种为平列式双扭转弹簧。
平列双扭转弹簧，是用一根弹簧材料在同一芯轴上，向相反方向缠绕所得的两个圈数相同的弹簧。
其中每一个弹簧的扭转度，相当于以此两个弹簧的总长作为一单个弹簧使用时的2倍。
平列双扭弹簧的刚度为其单个弹簧的4倍，变形量则为单个弹簧的1/4.因此，这种平列双扭转弹簧效率高。
扭转弹簧设计计算
扭转弹簧设计计算扭簧线径d（mm）2请输入扭簧中径D（mm)13请输入有效圈数n 10请输入初始角度φ1(°)20请输入工作角度φ2(°)100请输入固定侧力臂l 1（mm)7.5请输入受力侧力臂l 2（mm)7请输入负荷类型静负荷请选择扭簧材料选择不锈钢A组请选择项目公式计算结果弹簧弹性模量E(MPa)系统查表185000扭簧内径D 1(mm)D 1=D-d 11扭转变形角φ(°)φ=φ2-φ180内径减小量△D △D=φ2*D/(360*n)0.36导杆直径D′(mm)D′=0.9*(D 1-△D)9.58判断是否长扭臂(l 1+l 2)≥0.09*Pi*D*n 短扭臂短扭臂长扭臂扭矩T 1 (N.mm)T 1=T′*φ1124.184扭矩T 2 (N.mm)T 2=T′*φ2620.92曲度系数K b顺向扭转时为11弯曲应力系数K 1′系统查表0.68材料抗拉强度R m （N/mm2)系统查表1400许用弯曲应力σ（N/mm2)σ=K′*σb 952最大弯曲应力σmax （N/mm2)σmax =32*T 2/(Pi*d3)790.58最小弯曲应力σmax （N/mm2)σmin =32*T 1/(Pi*d3)158.12上限应力系数σmax /R m0.565下限应力系数σmin /R m0.11循环特征系数γγ=σmin /σmax0.2试验弯曲应力系数K 2系统查表0.75强度校核校核刚度系数T′{N.mm/(°)} 6.2092强度校核要求：从上述计算中取坐标点（下限应力系数，上限应力系数），若该点在γ=σmin/σmax与要求达到的寿命次数斜线的交点以下，则说明此扭簧的疲劳寿命N大于寿命次数，符合寿命要求，否则达不到此寿命要求。
以下为自动计算参数输入设计计算扭转弹簧设计计算引用标准：GB/T 23935-2009 圆柱螺旋弹簧设计计算适用范围：适用于冷拉钢丝（直径小于12mm),材质为不锈钢及琴钢丝3667Dn Ed ′T 4=)]21(31[3367′T 4l l Dn Ed ++=ππ。
轿车行李箱盖铰链受力分析及在设计中的应用
轿车行李箱盖铰链受力分析及在设计中的应用行李箱平衡铰链，是指使用弹性元件，可以在行李箱盖开启和关闭时平衡盖重力的铰链结构，因为平衡铰链结构简单、有足够强度和可靠耐久等优点，大部分车型特别是中低档车型，基本上采用这种结构的铰链，其弹性元件采用扭杆。
在行李箱盖使用过程中，一般要求启动开启装置后，能自动弹开一定高度，介在半开（一定的打开角度）状态下要保持静止不动以防落下伤人，同时在最在打开位置时有足够的保持力，以防风力作用下自行落下关闭。
一、轿车行李箱盖平衡铰链的受力分析1、铰链情况介绍:行李箱盖平衡铰链简图如图1所示，图2为左侧铰链的侧视图。
图1 行李箱铰链简图（只装一边扭杆）图2 左侧铰链的左侧视图从图2可以看出，扭杆的运动受铰链支架和联杆的约束，只能绕安装口旋转。
因此，支架、铰链、联杆、扭杆构成了四连杆机构，其中铰链支架为固定杆，其它均可以活动。
图2只为铰链的侧视图，实际零件并不在一个平面内。
但是，把各零件投影到同一个平面内，并不影响受力分析，所以可以把铰链的四连机构看作一个平面四连杆机构来分析。
此平面四连杆机构的受力如图3所示：图3：铰链平面四连杆机构的受力图（数据为设定的）图3中，AD表示铰链支架，AB为扭杆，BC为联杆，CD为铰链，其长度如图所示，而四连杆的之间角度φ1、φ2、φ3和φ4的初始值（即行李箱盖铰链全关时的角度）也已经在图3中表示。
另外，把扭杆的扭矩记为M T，而铰链所受的重力（包含行李箱盖和铰链本身）记为G，但是在分析中，把G换为重力对D点的力矩可能更为方便，因此铰链CD就受到重力矩M G的作用。
显然，M T和M G都为变量，随行李箱铰链的开启角度变化而改变。
2、杆的受力分析：存在摩擦力作用时，BC杆不能视作为一根二力杆，在行李盖向上运动时，BC杆的受力如图4所示。
其中摩擦力作用的效果是一个摩擦力隅。
另外，如果把图4中的摩擦力隅M B和M C定义为正负值，则图4可以用于行李箱盖打开和关闭时的受力。
汽车设计-汽车行李箱扭簧设计计算方法规范模板
XX公司企业规范编号xxxx-xxxx 行李箱扭簧设计计算方法（修订）行李箱扭簧设计计算方法规范1 范围本规范规定了行李箱扭簧的技术要求、试验方法和计算方法。
本规范适用于三厢车鹅颈式（弓形）铰链所配用的行李箱扭簧产品。
2 引用标准下列文件中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（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 230.1-2009金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 1222-2007 弹簧钢GB/T 1805-2001 弹簧术语GB/T 18983-2003 油淬火回火弹簧钢丝3术语和定义3.1 行李箱扭簧作为平衡铰链的弹性元件之一，占有有效空间小，易于安装，是一种较好的结构型式。
其工作原理是通过扭转产生弹性变形输出力矩。
3.2 鹅颈式（弓形）铰链鹅颈式（弓形）铰链是使用弹性元件，可以在行李箱盖开启或关闭过程中平衡行李箱盖重力矩的铰链结构,因其形状类似于鹅颈而得名。
该铰链形式结构简单、制造工艺容易、有足够强度、可靠耐久及成本较低等优点，目前在中低档三厢车型中广泛应用。
3.3 剪切弹性模量（G）材料的力学性能指标之一，是材料在纯剪切应力状态下，应力低于比例极限时切应力与切应变的比值。
它代表着材料抵抗切应变的能力，模量大，则表示材料的刚性强。
目前几种常用的扭簧材料剪切弹性模量见表1所示。
表1 扭簧材料的剪切弹性模量3.4 行李箱盖重力矩行李箱盖重力臂是随行李箱盖开启角度的变化而变化。
行李箱盖在开闭过程中，铰链旋转中心与行李箱盖重心（如图1所示）的距离L 是一个定值。
则行李箱在开闭过程任意位置的重力臂为：cos()G L L θ=-γ其中θ为行李箱开启角度；γ为行李箱盖重心和铰链旋转中心的连线与XY 平面的夹角。
由此可得行李箱重力矩：cos()G M mgL θ=-γ其中m 为行李箱盖质量。
图1 行李箱盖重心位置示意图3.5 扭簧扭矩扭簧是淬火弹簧钢丝按一定形状弯曲而成。
汽车行李箱扭簧设计计算方法
行李箱扭簧设计计算方法行李箱扭簧设计计算方法1范围本标准规定了行李箱扭簧的技术要求、试验方法和计算方法。
本标准适用于三厢车鹅颈式（弓形）铁链所配用的行李箱扭簧产品。
2引用标准下列文件中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，苴最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 230. 1-2009 金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 1222-2007 弹簧钢GB/T 1805-2001 惮簧术语GB . T 18983-2003Q/ZTB 06. 002-2012乘用车零部件防腐技术要求Q/ZTB 07. 025-2012禁用和限用物质规范 3术语和定义 3.1行李箱扭簧作为平衡铁链的弹性元件之一，占有有效空间小.易于安装，是一种较好的结构型式。
英工作原理是通过扭转产生惮性变形输出力矩。
3,2鹅颈式（弓形）餃链鹅颈式（弓形）铁链是使用惮性元件，可以在行李箱盖开启或关闭过程中平衡行李箱盖重力矩的绞链结构，因其形状类似于鹅颈而得需。
该铁链形式结构简单、制造工艺容易、有足够强度、可靠耐久及成本较低等优点，目前在中低档三厢车型中广泛应用。
3.3勢切弹性模量（G）材料的力学性能指标之一，是材料在纯剪切应力状态下，应力低于比例极限时切应力与切应变的比值。
它代表着材料抵抗切应变的能力，模量大，则表示材料的刚性强。
目前几种常用的扭簧材料剪切弹性模量见表1所示。
材料牌号 剪切弹性模M (MPa)65Mn 78000 60Si2MnA79000行李箱盖重力臂是随行李箱盖开启角度的变化而变化。
行李箱盖在开闭过程中.较链旋转中心与行李箱盖重心(如图1所示)的距离L 是一个定值。
则行李箱在开闭过程任意位置的重力臂为:L G = E COS (&-Y)其中&为行李箱开启角度：丫为行李箱盖重心和铁链旋转中心的连线与XY 平而的夹角。
行李箱盖扭杆设计
6
Research & Development Center
扭杆机构组成及工作原理
扭杆：扭杆是铰链重要的组成部 分,它控制着行李箱盖开启力的 大小和行李箱盖单边关闭力的平 衡等。
7
Research & Development Center
扭杆机构组成及工作原理
扭杆机构由固定座1、铰 链活动臂2、扭杆弹簧3构成， 固定座固定在车身上，铰链活 动臂一端与固定座通过销连接， 二者形成一个旋转副，铰链活 动臂另一端通过螺栓固定在行 李箱盖内板上，扭
1 2
3
重力矩
4
开启度数和开启高度
图5
21
Research & Development Center
通过计算的出的K值,求出相对的扭杆的直径:
1 2
G:材料的剪切弹性模量； J:截面的抗扭惯性矩； Φ:扭杆变形角； L:扭杆有效长度。 根据公式1和公式2计算出扭杆的直径d。
22
13
Research & Development Center
例题
以无铰链连杆为例: A车行李箱盖的总重量为：11.42036Kg 行李箱盖以5度为一计算点计算重力矩:
图1 由图1可得:M=535.841*cos(11+θ)*11.42036
(1)
14
Research & Development Center
开启度数/开启高度 重力臂 重力矩
1.877/30
529.02
29.60383
7.596/100
534.874
29.93142
30.089/400
506.491
28.34312
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行李箱扭簧设计计算方法
行李箱扭簧设计计算方法
1 范围
本标准规定了行李箱扭簧的技术要求、试验方法和计算方法。
本标准适用于三厢车鹅颈式（弓形）铰链所配用的行李箱扭簧产品。
2 引用标准
下列文件中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（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 230.1-2009金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法
GB/T 1222-2007 弹簧钢
GB/T 1805-2001 弹簧术语
GB/T 18983-2003 油淬火回火弹簧钢丝
Q/ZTB 06.002-2012 乘用车零部件防腐技术要求
Q/ZTB 07.025-2012 禁用和限用物质规范
3术语和定义
3.1 行李箱扭簧
作为平衡铰链的弹性元件之一，占有有效空间小，易于安装，是一种较好的结构型式。
其工作原理是通过扭转产生弹性变形输出力矩。
3.2 鹅颈式（弓形）铰链
鹅颈式（弓形）铰链是使用弹性元件，可以在行李箱盖开启或关闭过程中平衡行李箱盖重力矩的铰链结构,因其形状类似于鹅颈而得名。
该铰链形式结构简单、制造工艺容易、有足够强度、可靠耐久及成本较低等优点，目前在中低档三厢车型中广泛应用。
3.3 剪切弹性模量（G）
材料的力学性能指标之一，是材料在纯剪切应力状态下，应力低于比例极限时切应力与切应变的比值。
它代表着材料抵抗切应变的能力，模量大，则表示材料的刚性强。
目前几种常用的扭簧材料剪切弹性模量见表1所示。
表1 扭簧材料的剪切弹性模量
3.4 行李箱盖重力矩
行李箱盖重力臂是随行李箱盖开启角度的变化而变化。
行李箱盖在开闭过程中，铰链旋转中心与行李箱盖重心（如图1所示）的距离L 是一个定值。
则行李箱在开闭过程任意位置的重力臂为：
cos()G L L θ=-γ
其中θ为行李箱开启角度；γ为行李箱盖重心和铰链旋转中心的连线与XY 平面的夹角。
由此可得行李箱重力矩：
cos()G M mgL θ=-γ
其中m 为行李箱盖质量。
图1 行李箱盖重心位置示意图
3.5 扭簧扭矩
扭簧是淬火弹簧钢丝按一定形状弯曲而成。
扭簧的扭矩r M 与扭簧的直径d 、有效长度'L 、扭转角度Ф以及扭簧材料的剪切弹性模量G 有关。
4'M =
32180
T d G L ππ⋅φ
铰链旋转中心
行李箱盖重心
L
γ
4 技术要求
4.1 扭簧表面不允许出现裂纹及易产生疲劳断裂的损伤，两端头不允许有明显的毛刺及马蹄形。
4.2 扭簧材料选用弹簧钢（执行GB/T 1222-2007标准）或油淬火回火弹簧钢丝（执行GB/T 18983-2003标准）。
4.3 扭簧成型后，淬火后硬度为45HRC～55HRC。
4.4 扭簧应按照规定程序批准的图样和相关技术要求制造，并符合本标准的要求。
4.5 扭簧的扭矩特性应在按照规定程序批准的图样中具体显现。
4.6 扭簧经疲劳试验1万次不应发生断裂，疲劳试验后表面不应出现肉眼可见的裂纹，且刚度变化不大于5%。
4.7 扭簧表面处理方式按Q/ZTB 06.002-2012标准执行。
4.8 扭簧需满足Q/ZTB 07.025-2012中的禁限用物质要求。
4.9 扭簧设计时要考虑Y向窜动量，避免因留有过多窜动量而造成扭簧移位后其它部件干涉。
设计时可考虑如下方案避免扭簧Y向移位：图2扭簧圆角根部与铰链安装支座有4.6mm间隙，扭簧可以Y窜动。
图3更改后消除扭簧圆角与铰链安装支座的间隙，通过扭簧圆角与安装支座Y向限位。
图2 （更改前）图3（更改后）
5 试验方法
5.1 扭簧材料试验
5.1.1 弹簧钢材料按GB/T 1222-2007标准执行。
5.1.2 油淬火回火弹簧钢丝材料按GB/T 18983-2003标准执行。
5.2 材料硬度检测按GB/T 230.1-2009标准执行。
5.3 疲劳试验
5.3.1 试验要求
在常温下模拟实车工作状态往复扭转1万次测试。
5.3.2 试验设备
疲劳试验机或轿车四门两盖试验台。
5.4 盐雾试验
扭簧表面处理层的盐雾试验方法按Q/ZTB 06.002-2012标准执行。
5.5 禁限用物质检测按Q/ZTB 07.025-2012标准执行。
6 计算方法
6.1 模型建立
根据铰链结构及安装示意可知，铰链安装支架为固定件，铰链、联杆及扭簧则是活动件，扭簧通过联杆随铰链作旋转运动（见图2）。
对图2进行简化，即可得简单的四连杆机构（见图3），其中AB为铰链安装支架，AC为铰链，BD为扭簧，CD为联杆。
铰链安装支架
扭簧
铰链
联杆
图2 铰链结构及安装示意图图3 简化后四连杆结构示意图
6.2 受力分析
当打开行李箱盖锁时，行李箱盖由关闭状态打开，扭簧产生较大的弹性势能被释放出来，克服行李箱盖重力矩，行李箱盖在关闭状态的开启弹力15N 左右（拆下密封条）；当行李箱盖开启至30～100mm 高度时，扭力弹簧扭矩与行李箱盖重力矩平衡，该点为下平衡点；此后，行李箱盖重力矩稍大于扭簧扭矩，用户比较轻地上举行李箱盖；当行李箱盖开启至400～600mm 高度时，扭簧扭矩与行李箱盖重力矩再次平衡，该点为上平衡点；越过上平衡点，扭簧扭矩大于重力矩，行李箱盖会自动弹至最大开启角度。
在最大开启角度位置，需保证在开启方向弹力在20N 左右，以免行李箱盖因风力或在斜坡上自动关闭。
当关闭全开状态的行李箱盖时，首先克服在该状态下弹力（约20N ），然后越过上平衡点，借着惯性，可以轻松地把行李箱盖关闭。
6.3 参数求解
行李箱盖在开启和关闭的瞬间所受的弹力分别约15N 和20N ，通过换算即可得各自力矩，该力矩即手部作用力，用B M 表示。
因为左右两根扭簧共同作用完成行李箱盖的开启和关闭，在计算时需考虑两根扭力弹簧产生的扭矩。
另外，扭簧在焊装车间装车后，在受力状态下（一般行李箱盖开启约10°左右）随车身经过涂装车间的电泳烘烤、中涂烘烤、面漆烘烤等多次高温处理，扭力弹簧发生衰减。
根据经验值，扭力弹簧的弹性势能会损失15%-25%，基本取值20%。
则手臂作用力矩、扭簧扭矩及重力矩的关系为：
20.8T B G M M M ⨯⨯-=
根据扭簧扭矩及重力矩的定义以及行李箱盖在开闭过程中的受力分析，按照行李箱盖开启以及关闭瞬间的受力情况可计算求得扭簧的直径d 以及扭转角度Ф。
对于扭转角度Ф可拆分为扭力弹簧初始角度α与扭力弹簧在最大开启时的转角β的求和（见图4），其中扭力弹簧初始角度α与扭转角度Ф的关系可根据DMU 模型分析来获得（见图5），由此即可求得扭力弹簧在最大开启时的转角β。
初始位置
行李箱盖关闭状
态时的位置
行李箱盖最大开
启状态时的位置
图4 扭力弹簧扭转角度示意
图5 DMU分析α与Ф关系曲线
6.4 基于EXCEL的性能指标优化
根据以上所提及和求得的参数运用EXCEL的公式和图表建立扭力弹簧开发程序，绘制出行李箱盖重力矩和扭簧扭矩与行李箱盖开启角度关系图，如图6所示。
图6 重力矩及扭矩与行李箱盖开启角度关系曲线
因行李箱盖实物质量与设计偏差、扭簧在经焊装至涂装势能衰减不确定性等设计及加工偏差，可以运用EXCEL的扭力弹簧开发程序对d和β进行微调（其他参数已确定，可看作定值；d与扭簧成四次方关系，经确定后尽量不做调整），获得行李箱盖开闭过程的最佳性能。
编制：校对：审核：标准化：批准：。