車門的案例
《汽車車門把手安全技術要求》立法：如何測試汽車車門把手？
工信部對強制性國家標準《汽車車門把手安全技術要求》進行立項公示，這將成為國內外首個針對汽車車門把手安全要求的立法。該法規適用于M1 類、N1 類汽車和多用途貨車的車內外門把手，對其布置、標志、安全功能、結構強度等提出技術要求，包括規范車內應急式 / 隱藏式門把手的位置和標志，對電動式車門外把手提出防夾要求，設定門把手強度限值，強化電動式車門把手在事故場景的安全邏輯等。
汽車車門把手作為車輛上頻繁使用且關乎安全的關鍵部件，其性能與質量直接影響到用戶的使用體驗及事故中的安全狀況。隨著汽車行業的發展，車門把手的設計愈發多樣，尤其是隱藏式、電動式車門把手的廣泛應用，對其測試提出了更高要求。
一、測試背景與必要性
傳統車門把手相關標準如 QC/T 988 - 2014《汽車車外門拉手》、QCT1211 - 2024《乘用車車門內開拉手總成》，主要關注門把手的耐久、強度、耐高低溫、耐振動、耐腐蝕等性能。然而，當下市場上車門把手工作原理和形式呈現多樣化，隱藏式和電動式車門把手在應用中暴露出諸多問題，如強度不足、控制邏輯存在安全風險、識別操作困難（隱蔽無標志）、斷電失效、夾手等，這些問題給逃生和救援帶來潛在風險。在碰撞、起火等事故中，電動式門把手可能因斷電失效，增大救援及逃生阻礙；無明顯統一標志，也增加了緊急情況下的操作難度。因此，制定全面且針對性強的測試規范，對保障汽車車門把手安全性能極為重要。
二、測試項目與方法
1、應急式車門內把手安裝測試
位置合理性測試：依據相關法規要求，檢查應急式車門內把手的安裝位置。在模擬緊急情況下，讓測試人員快速操作把手，通過記錄操作時間和操作便捷程度，評估把手位置是否便于乘員在緊急時快速開啟車門逃生。
展開 基于有限元仿真的某車門輕量化分析
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圖8 輕量化車門一階非剛體模態
圖9 輕量化車門門鎖處垂向位移
圖1 0 輕量化車門應力分布
通過方案一車門的柱碰安全仿真分析發現，車門的最大侵入量為366.5 mm，如圖11所示，比原車門侵入量增加1.7 mm，增幅0.47%。此結果也與車門的柱碰安全性能主要與防撞桿強相關的研究結果相契合[6]。
圖1 1 方案一車門柱碰最大侵入量
3.2 方案二車門性能分析
依照前述方法開展輕量化方案二車門的模態、垂向剛度、靜強度分析，得到車門的一階非剛體模態為30.42 Hz；門鎖處垂向位移為1.97 mm，計算得垂向剛度為507.61 N/mm，振型為內板中部彎曲；最大應力出現在內板的下方鉸鏈附近，最大應力值為133.5 MPa，已超過內板材料的屈服強度。如圖12—圖14所示。
圖1 2 輕量化車門一階非剛體模態
圖1 3 輕量化車門門鎖處垂向位移
圖1 4 輕量化車門應力分布
3.3 各方案性能對比分析
輕量化車門性能分析的各項結果均滿足主機廠要求，個別性能甚至優于原車門。優化前后兩個方案車門各項性能與原車門性能對比如表3所示。
表3 輕量化車門與原車門各項性能對比
4 總結
基于有限元仿真分析的方法，采用Hyper Works分析了原用材車門的模態、垂向剛度、靜強度，結果顯示符合主機廠要求。后采用去掉內板左側加強板、內板坯料，采用變厚度激光拼焊及材料減厚的方式設計了兩種輕量化方案車門。針對輕量化車門的性能分析顯示，方案一車門的各項性能及輕量化指標滿足主機廠要求，且安全性相比原車門變化極??；而方案二車門下垂工況的靜應力超過材料的屈服強度，無法滿足車門的安全使用。相關仿真分析結果可以為主機廠基于馬鋼材料的車門優化設計提供參考。
展開 基于壓鑄車門的設計與仿真
工況1 車門右上角25×25區域施加900N 的力;加載點在 外板的投影點 Y 向位移為1.519m,目標值為<10mm,滿 足要求,加 載 點 的 Y 向 剛 度 為 676N/mm, 目 標 值 為 > 9ON/mm,滿足要求。
工況2 加載點在外板的投影點 Y 向位移為2.013mm,目標 值為<7mm,滿足要求;加 載 點 的 Y 向 剛 度 為 490.7N/ mm,目標值為>129N/mm,滿足要求。
Case2 加載剛度(見圖7)
門鎖口位置向外施加560N 的力;目標值 Y 向位移小 于1.5mm
Case3 垂直剛度(見圖8)
鉸鏈處約束12345自由度,鎖芯出約束123自由度; 垂直向下施加900N 的力;目標位移<9mm
Case4 外板帶線剛度(見圖9)
鉸鏈處約束12345自由度,鎖芯出約束123自由度; 垂直向外540N 的力;目標<7mm
對比國家行業標準,該車門結構有著非常優秀的車 門剛度,剛度對比表如表1所示。
3.4 自由模態分析
車門的模態分析也是車門 分 析 中 的 重 要 組 成 部 分。 鉸鏈和鎖扣對車門是剛度很大的約束,但是為了避開這些 結構特征對車門的影響,重點考慮車門的整體設計方案,所 以車么一般考慮用車門的自由模態預測車門的復雜結構和 動力特征。 汽車在行駛的過程中對車門的激勵一般不會超 過30Hz。 不同的車型對車門的激勵頻率也不相同,一般的 常用標準認為認為一階頻率超過30Hz即為合格[6] 。 利用求解器求出0~100Hz內自由前三階頻率的固有 值,如表2所示。 該車門相比與傳統車門外板厚度大不相 同,可以調整相應的厚度提高車門的有需求的固有頻率 數值。
展開 【汽車車門知識】
車門（car door） 是為駕駛員和乘客提供出入車輛的通道，并隔絕車外干擾，在一定程度上減輕側面撞擊，保護乘員。汽車的美觀也與車門的造型有關。車門的好壞，主要體現在，車門的防撞性能，車門的密封性能，車門的開合便利性，當然還有其它使用功能的指標等。防撞性能尤為重要，因為車輛發生側碰時，緩沖距離很短，很容易就傷到車內人員。
簡介
好的車門內至少會有兩根防撞梁，而防撞梁的份量是較重的，也就是說，好的車門確實偏重些。但并不能說車門越重就越好。現在的新型汽車，如果在安全性能等能保證的話，設計師都會想方設法減輕車輛包括車門的重量(如用新型的材料)來減少功耗。按車門數量不同，可以把轎車分為二門、三門、四門、五門車等。用于公務用途的轎車大都是四門，用于家庭用途的轎車既有四門也有三門和五門（后門為掀起式），而運動用途的跑車則大都是兩門。
分類
車門按其開啟方式可分為以下幾種:
順開式車門：即使在汽車行駛時仍可借氣流的壓力關上，比較安全，而且便于駕駛員在倒車時向后觀察，故被廣泛采用。
逆開式車門：在汽車行駛時若關閉不嚴就可能被迎面氣流沖開，因而用得較少，一般只是為了改善上下車方便性及適于迎賓禮儀需要的情況下才采用。
水平移動式車門：它的優點是車身側壁與障礙物距離較小的情況下仍能全部開啟。汽車車門上掀式車門：廣泛用作轎車及輕型客車的后門，也應用于低矮的汽車。
折疊式車門：則廣泛應用于大、中型客車上。轎車的車門一般由門體、車門附件和內飾蓋板三部分組成。門體包括車門內板、車門外板、車門窗框、車門加強橫梁和車門加強板。車門附件包括車門鉸鏈、車門開度限位器、門鎖機構及內外手柄、車門玻璃、玻璃升降機和密封條。內飾蓋板包括固定板、芯板、內飾蒙皮、內扶手。
展開 
新能源汽車碳纖維復合材料車門輕量化設計
通過上述方法獲得各部件的厚度，使用OptiStruct軟件計算出原車門質量為15.53 kg，然后進行等質量替換，獲得碳纖維材料車門質量。替換后的車門總質量為15.56 kg，總質量誤差在1%以內，符合了替換要求。部分零部件等質量替換結果如表4所示。
表4 等質量替換各零件質量和厚度數據
2.2 復合材料車門的靜力學分析和模態分析
參照原車門分析方法進行復合材料車門的靜力學分析。復材替換后的車門在垂直工況下，云圖的單元體位移分布與原車門相似，但是由于碳纖維材料本身剛度優良的特點，Z軸方向上最大垂直位移為6.451 mm，變形明顯小于原車門的7.518 mm。
以同樣方法對其余3種工況下的復合材料車門進行靜力學分析，復材替換后車門的最大位移均小于原車門，具體位移數值見表5。
表5 兩種車門不同工況下的最大位移對比
進一步對復材車門進行約束模態分析，仿真分析結果顯示一階模態頻率是45.28 Hz。避開了環境綜合激勵頻率，合乎設計標準。
發現在上文的等質量替換過程中，替換后的碳纖維車門模型厚度增加較大。在靜力學的分析中，復材替換后的車門在所有的工況仿真中，剛度表現都優于原車門。在模態分析中，復材車門能夠滿足車門振動穩定性。綜上所述，該款車門從結構角度和材料替換角度存在優化空間。
3 碳纖維復合材料車門的結構優化設計
采用自由尺寸優化、尺寸優化以及鋪層順序優化，具體的優化設計方案流程如圖3所示。
圖3 復合材料車門優化設計方案的流程圖
其中，約束條件為在4種工況下受力之后最大變形不超過10 mm；目標函數選擇為車門所有零部件的質量最小化；設計變量為鋪層的局部厚度。
3.1 自由尺寸優化
通過自由尺寸優化對車門進行初步優化，形成設計優化方向。
展開 汽車車門總成制造工藝淺析
車門總成作為自車身的關鍵零部件，起著密封、承載等作用，因其外觀品質要求高、用戶體驗感強，它的制造精度很大程度上決定著整車的質量和觀感效果。車門總成在經過沖壓、輯壓、焊接、涂膠、包 邊及裝配等多道工序后，需具備承載大量功能件和抗側面沖擊的能力，所以車門總成要有一定的剛度和強度。同時，車門總成又是一個外觀件和活動裝配件，除了滿足氣密性、安全性的功能要求外還需滿足覆蓋件的外觀品質要求，型面精度的控制和間隙公差的保證是整個車門調試過程中的重點和難點。
Part.1
車門總成的構成
車門按其生產工藝可分為整體式和分體式兩種。相對整體式車門，分體式車門的窗框設計開發可不受沖焊工藝的限制，通過輯壓工藝將窗框盡可能設計得比較細窄，以達到無窗框的效果，更大限度擴展駕乘人員的視覺范圍。同時，分體式車門還具有造型自由度大、材料利用率高、模具工裝開發費用低和生產效率高等綜合優勢，在現有白車身車門的開發中被廣泛應用。
車門總成由內板分總戚與門外板通過模 具工裝或滾壓設備壓合而成。由于車型的不同，車門的內部結構往往會存在一定差異，但總體功能構件基本相同。以我司開發的國內某款SUV車門總成為例， 門內板分總成主要由內板本體、門內板加強件、門外極支撐板、按鏈加強板、螺母連接板、防撞桿總成及窗框總成等幾部分組焊而成，如圖1所示。
Part.2
車門總成制造工藝
門總成涵蓋的零部件比較多，整體要求高。它的制造是一個系統工程，在白車身的零部件中，車門總成的制造工藝最為復雜。
展開 無框車門密封系統優化研究
1 無框車門密封條設計
1.1 密封條介紹
1.1.1 密封條分類
按照密封條在工作過程中是否產生“擠壓變形”，并在作用力消失后迅速恢復原狀，可以把汽車上的密封條分為動態密封條和靜態密封條。靜態密封條一般包括導槽，內外水切，天窗密封條等，往往它們在工作中不產生較大的應變，主要結構是以帶唇邊為主。動態密封條包括門框/車門密封條，前艙/尾門密封條等，動態密封條最明顯特征就是帶有“泡管”結構，工作時壓縮密封。本文主要從側門動態密封條入手，它是決定側門密封、開關門品質的重要因素，也是最復雜的部分。
1.1.2 密封條材料
車門密封條的主要原材料是三元乙丙橡膠 （EP?DM），主要結構組成為密實膠、海綿膠、骨架材料 （鋼或鋁）、表面涂層等。三元乙丙橡膠（EPDM）具有優良的耐候性、耐高低溫性、耐臭氧性、耐光照等一系列優良特性，以及良好的加工性能和低壓縮永久變形的特點。
1.1.3 無框車門密封結構與傳統差異
所謂的無框車門，指的是車門窗臺以上的鈑金取消，如圖1所示，沒有傳統的導槽，對玻璃的剛度、內外水切對玻璃的夾緊力要求更高，同時窗臺以上是玻璃與門框密封條進行壓縮密封，玻璃的剛度不如傳統有框車門鈑金剛度，因此對于門框密封條的形狀大小以及耐磨性有更高要求，一般而言玻璃剛度越大，對應接觸的門框密封條泡管和唇邊越小，難度和成本越低。
無框門密封條的更加復雜，關門力的要求也有別于有框門，無框門車門密封條只包含車門腰線以下的部分。
展開 車門是如何制造的？
然后對車門中間進行涂膠
涂膠完成后，機械手將內外板連接在一起。 最后一步就是將內外板壓緊。
車門內外板壓緊完成，車門的鈑金件就這樣制作完成了。
汽車車門的制作是一個復雜的過程，有好多裝配件都沒有涉及到，包括:玻璃、膠條、把手、內飾板等等。
隨著各種機動車輛的越來越多，也伴隨著各種各樣的交通事故，給大家分析一個GIF。
這樣真的很尷尬，你騎著車，就被車門意外的刮飛了，是不是很冤。我個人見解，車門的開關結構，設計不合理。考慮到了順手開門的便利性，沒有照顧到后方來車的安全性，但我認為安全比便利更重要。開把應該設計在開門側的后方，轉身往后看，確認無來車，再打開車門。當然有很多車的設計機構是合理的，希望對大家的購車有幫助。
來源：機械自動化六點半
作者：西貝子
展開 基于NASTRAN對車門垂向剛度的分析研究
本文針對車門垂向剛度問題，建立帶A柱前車門有限元模型，利用MSC.Nastran對車門進行垂向剛度分析，并根據Nastran計算結果進行分析，進一步提出提高車門垂向剛度優化方案，為設計部門提供一種高效可行的改進方案。
1 前言
車門是車身設計中十分重要而又相對獨立的一個部件，車門剛度不足會引起車門邊角處的變形量過大，引起車門卡死、關閉力增大、密封不嚴導致漏風、滲水以及內飾脫落的現象。隨之產生車門的振動，帶來噪音，降低乘坐舒適性。因此對車門剛度有一定的要求。
車門垂向剛度是車門剛度分析的一項重要指標。車門垂向剛度分析是模擬車門在打開一定角度狀態下，由于人員上下以及人員利用車門支撐身體而產生的垂直載荷作用下，能夠保持一定的抵抗變形的能力，以及卸載后恢復原有形狀的能力。本文以某轎車前車門為例，運用Altair HyperMesh軟件建立帶A柱前車門有限元模型，在MSC.Nastran中對車門進行垂向剛度分析，并通過對Nastran計算結果進行分析，提出了提高車門垂向剛度設計方案，為設計部門提供快速可行的改進方案。
2 有限元模型建立與分析方法
2.1 網格劃分
本次車門分析主要采用四邊形單元，三角形單元占總單元數的比重控制在一定的百分比之內。單元總數的規模可根據計算機硬件能力確定。前車門有限元模型：
2.2 邊界條件
車門垂向剛度分析約束車身截取斷面處節點123456自由度，車門鎖銷中心點2自由度，如圖2所示。
2.3 載荷
載荷作用點為鎖銷中心點，方向垂直向下，計算結果讀取該點在垂直方向上的位移。
載荷分兩個工況：
加載：模擬加載過程，載荷大小為1000N。
卸載：模擬卸載過程，得到車門在加載過程后的殘余變形，載荷大小為1E-6N。
展開 側面碰撞工況下的車門鎖動態開啟模擬
基于以上，可以模擬車門把手在動態沖擊作用下的運動情況。運動規律的準確性可以通過子系統試驗驗證：將車門把手機構通過工裝支架固定在滑臺上，給滑臺輸入一個加速度波形，考察拉手的運動情況及拉出量。
在此基礎上，將車門把手精細模型集成至整車系統，監控整車碰撞工況下車門拉手拉出量變化，為車門是否開啟提供判斷依據。進而在早期階段迭代優化，消除碰撞中的車門開啟風險。
文章來源上汽安全與CAE技術
OptiStruct在車門優化分析中的應用
1 概述
車門主要用于隔絕車外噪聲，并對來自外部沖擊進行緩沖，以保證乘客的安全性和舒適性，因此需要對車門的剛度和模態有一定的要求。
車門垂直剛度分析是模擬在車門打開一定角度狀態下，由于人員上下以及人員利用車門支撐身體而產生的垂直載荷作用下，能夠保持一定的抵抗變形的能力。車門的鉸鏈是影響車門垂直剛度的主要部件，通過對鉸鏈的優化可以提高車門的垂直剛度，滿足汽車正常使用的需要。
汽車設計中各個部件的模態需要滿足一定的設計要求，以避免各個零部件之間的共振。車門的內蒙皮是車門一階模態的主要貢獻部件，對車門內蒙皮的優化可以有效提高車門的一階模態，滿足乘客舒適性的要求。
隨著原材料價格的上漲各公司成本壓力越來越大，如何在滿足設計目標的前提下減低成本成為各汽車企業關心的問題。通過尺寸優化確定板材的厚度，給設計部門提供一個優化設計的空間是CAE工程師的任務之一，通過對料厚的優化，可以在提高車門結構性能的同時降低成本。 -
2 基礎分析
2.1 有限元模型的建立
利用HyperMesh根據設計部門提供的CAD模型對車門及鉸鏈進行有限元模型的建立：車門采用shell單元進行網格劃分、鉸鏈采用體單元進行網格劃分、鉸鏈軸采用BAR單元進行模擬、焊點采用CWELD單元進行模擬、粘膠采用實體單元進行模擬。...............
OptiStruct在車門優化分析中的應用.pdf
展開 
基于LS-DYNA的某車門壓潰仿真分析
車門系統的設計開發在整車設計開發過程中占有重要的地位。它涉及到造型美觀、碰撞安全、舒適性及各附件功能實現等內容。汽車車門結構設計及性能開發相輔相成。好的結構需要性能開發來賦予靈魂，才能開發出優質的產品。例如：車廂密封性好，乘員乘坐舒適；車門關門輕便，門鎖鎖止安全可靠，噪聲小；玻璃升降輕便可靠，無異音等，這些是車門最基本也是最關鍵的性能，直接影響整車品質的提升。
本文主要基于HyperMesh和LS-DYNA平臺對某車門進行碰撞安全仿真分析，通過實例對項目開發過程中的經驗進行了總結，供設計人員開發車門及其附件時參考。
圖1 某車型車門CAD模型
車門建模如圖2所示，根據車門CAD模型和相關參數對車門外板和車門結構進行建模，并采用焊點和膠粘對其進行連接，最終搭建車門CAE模型。其中鈑金采用10mm網格，鑄件采用5mm網格，鉸接采用鉸接單元，焊接采用seam和spot單元。搭建完整的的車門CAE模型，然后根據試驗工況，約束鉸鏈，并在另外一側施加位移，最終分析出其承載力峰值。
圖2 某車門建模車門外板+車門內結構示意圖
本文在鉸鏈安裝處約束自由度1-6，與試驗狀態保持一致。在車門門鎖處，建立一個位移加載夾具（如圖3綠色標識所示），位移施加在此夾具上，模擬試驗夾具。按照1mm/ms的位移加載速度（如圖4所示），分析其最大承載力。
展開 車門設計除了酷炫，還要考慮這些......
大家在駕駛汽車的時候，首先操作的一個部位就是車門，因為只有坐進車里面，才能夠進行駕駛方面的操作。車門是為駕駛員和乘客提供出入車輛的通道，并隔絕車外干擾，在一定程度上減輕側面撞擊，保護乘員。
年輕人都喜歡有創意的車門，現在是一個腦洞大開的時代，崇尚時尚的青年車主不怕特立獨行，就怕創意不夠。特斯拉Model X備受矚目，鷹翼門的獨特設計是其最大的亮點。但Model X車型上市后卻收到大量投訴，部分投訴，則出現在MODEL X主打的鷹翼車門上，鷹翼車門出現了閉合不嚴密、無法正常開閉等諸多問題。
獨特的車門打開方式，雖然會很酷炫，但始終有安全隱患。在新車型的開發設計過程中，如何判斷車門結構的合理性及車門結構靜、動態性能的優劣，并對車門結構設計進行優化，是一項重要的工作。以下是元王為某車企進行的車門有限元分析案例。
展開 整體車門窗框處特殊包邊機構原理研究
整體車門窗框處四面包邊前規劃時，沒有采用機器人滾邊方式，因空間和產品結構受限，運用正常的沖壓模具標準預彎機構和壓合結構無法實現該處包邊；因此我司通過采用兩種特殊的模具包邊機構，有效地解決了該處包邊問題。
常見車門窗框處包邊方案
常見車門窗框處產品包邊形式
如圖1 所示，某車型前門總成產品窗框處為輥壓件，車門總成A 柱側、B 柱側、下門檻側都是門內外板之間包邊，窗框水切側為門外板與加強板包邊；窗框只有水切處包邊，水切處包邊在車身Y 向沒有被門內板擋住，窗框水切處包邊結構截面如圖2 所示。
圖1 常見車型前門包邊總成
圖2 常見車型前門水切處包邊產品結構
常見車門窗框處模具包邊結構
常用門窗框水切處包邊結構，如圖3 所示。采用標準預彎機構驅動預彎刀塊，把門外板包邊處的翻邊由90°～105°預彎到40°～45°，然后預彎刀塊回退，壓合刀塊下行進行壓合包邊到位；該結構簡單成熟，預彎機構可以在各主流標準件廠采購，是目前模具包邊最常用的結構。
整體車門窗框處特殊包邊方案
整體車門窗框處產品包邊形式
圖3 門窗框水切處包邊結構
圖4 整體車門窗框處包邊總成處剖視圖
圖5 整體車門窗框處包邊總成
整體車門窗框處，當門總成產品為圖4、圖5 的結構時，后車門總成B 柱側、C 柱側、下門檻側、窗框頂部側都是門內外板之間包邊，窗框水切側為門外板與加強板包邊；窗框內側另外兩側為門外板與玻璃導軌包邊；窗框內水切包邊處及另兩側與玻璃導軌包邊處在車身Y 向被門內板擋住。
窗框內水切處及與玻璃導軌處包邊結構局部放大圖，如圖6、圖7 所示。
展開 基于ncode汽車車門slam疲勞分析 ￥50
車門是車身結構的重要組成部件，其性能直接影響著車身結構整體性能的好壞。車門應該具有足夠的強度、剛度，從而滿足車門關閉時的耐沖擊性。本案例主要基于hyperworks/lsdyna/ncode模擬汽車車門slam疲勞仿真分析。其中，汽車車門關閉過程強度分析，見上個案例《基于hyperworks/lsdyna汽車車門關閉仿真模擬》。將汽車車門關閉過程強度分析的結果作為疲勞仿真的結果輸入。疲勞材料參數輸入簡化處理，可根據實際項目要求賦予不同材料，疲勞載荷采用恒定幅值循環加載，循環次數按實際要求輸入。車門總成模型簡化處理，暫不考慮車門附件、密封條、限位塊等。側圍部分結構進行了簡化，一些加強板及結構件刪除。本案例重點在于掌握在ncode中實現汽車車門slam疲勞分析需要進行哪些設置。而《基于hyperworks/lsdyna汽車車門關閉仿真模擬》案例重點是如何基于hyperworks/lsdyna模擬汽車車門關閉的過程。
壽命云圖（設定循環次數下的疲勞壽命云圖）
損傷云圖（設定循環次數下的損傷云圖）
其中，ncode流程文件見附件，汽車車門關閉過程強度分析的結果文件即疲勞仿真的結果輸入文件內存較大不便上傳，凡購買本案例的朋友私信我。
展開 