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钣金式侧门铰链结构形式与车门垂直刚度分析
作者：滕平来源：《企业科技与发展》2019年第05期
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【摘要】文章分析汽车侧门垂直刚度的影响因素，并重点分析钣金式侧门铰链各结构形式对车门垂直刚度的影响情况。对于钣金式侧门铰链，文章首先分析了铰链力臂、铰链板材厚度、铰链翻边对车门垂直刚度影响的情况，并给出了定性分析结果及优化方向。然后运用Hypermesh和Nastra
虚拟分析软件，设定特定的约束、加载和测量方法，对铰链安装孔组的位置、铰链加强筋的形式及位置在同等外部条件下进行定量分析，为侧门铰链平台化运用提供了理论支撑。
【关键词】侧门铰链垂直刚度车门钣金【中图分类号】U4638【文献标识码】A【文章编号】16740688（2019）050045031汽车侧门垂直刚度影响因素汽车的侧门（这里指前门和中门）除了要满足人员进出、车辆密封外，还需要有一定的强度和刚度保证车门的长时间使用而不损坏。在各种刚度要求中，车门的垂直刚度尤为重要，它直接影响到车门长时间使用后能否顺利关闭。为了保证车门垂直刚度的实现，必须用系统性方法来处理各种零件的设计关系。从目前绝大部分汽车的结构来看，可以从如下几个方面提升车门垂直刚度。
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（1）白车门的刚度。重点考虑车门铰链加强板与车门内板、防撞杆、窗台加强板及门锁加强板的布置形式及各自的结构形式。
（2）白车身的度。要保证A柱和B柱的腔体尺寸，如有条件可以适当加大热成型板材的使用量。
（3）铰链的刚度。铰链本身的结构，比如力臂长短、板材厚度、翻边、安装孔的位置、加强筋的形式及布置方向都会对铰链的刚度产生重大影响。
（4）车门上、下铰链的分布率。在车门结构布置中，车门上、下铰链的相对距离越远，其铰链分布率越小，那么车门的垂直刚度越好。但是考虑到造型因素的影响，铰链分布率也不能设计得过小，一般小于27为宜。
本文主要分析不同的钣金式铰链（也称为冲压铰链）结构形式对侧门垂直刚度的影响。
2钣金式侧门铰链结构对车门垂直刚度的影响
21铰链力臂
铰链力臂分L1力臂和L2力臂（如图1所示）。L1力臂是指铰链轴线到车身侧合页的投影距离，投影方向按车身侧合页铰链螺栓安装面的法向方向。L2力臂是指铰链轴线到车身车合页上的铰链安装孔在X方向上的投影距离。L1和L2力臂，就是材料力学上所提到的悬臂梁结构。
从力学的角度来说，力臂L1越小刚度越好，结构越紧凑。但r