毕业设计（论文）开题报告-一种汽车车门的设计.doc

毕业设计（论文）开题报告题 目一种汽车车门的设计学 院机械工程学院专 业机械设计制造及其自动化姓 名班 级学 号指导教师一、课题研究的依据和意义1.1汽车车门综述车门的结构设计与优化是整车开发设计中的重要环节，对车门的结构性能要求除了要有必要的开度，密封性、工艺性好等要求外，最重要的是要安全可靠，满足刚度、强度与良好的振动性能的要求。车门有多种类型，不同类型的车门可分为车门本体，车门附件两部分。车门本体属白车身范畴，指作为一个整体涂漆、未装备状态的饭金焊接总成，包括车门内外板、加强板和窗框等，是实现车门整体造型效果、强度、刚度及附件安装的基础框架。而附件则是为满足车门的各项功能要求，在白车身上装配的零件及总成，其中包括车门锁、铰链、限位器、玻璃、拉手、操纵钮、出风口、密封件及内外装饰件等，另外还有一些其它的在车门上装备的附件，如烟灰盒、扬声器、放物袋、限位块和行程开关等。车门总成的组成，由车门内外板，加强板，车门锁，铰链及限位器，玻璃长降器，内外饰装饰件及其它附件。其中铰链的布置对车门运动的影响非常重要。1.2课题的研究依据 车门作为汽车的重要组成部分，是车身侧面最富变化和最受人关注的对象。一方面，车门作为车身结构中的重要组成部分，其造型风格、强度、刚度、可靠性及工艺性等必需满足车身整体性能的要求；另一方面，车门结构自身的视野性、安全性、密封等性能，既对整个车身结构性能影响较大，也是车门功能要求的重要部分。第一，对使用方便性来说，要求：开关方便性：灵活、轻便、自如，有最大、中间两档开度，并能可靠限位；上下车方便性：开度应足够，一般不低于60或开度不小于650mm。第二，对视野性来说，要求：尽量加大车门窗口及玻璃尺寸，并合理布置三角窗位置、大小、形状。第三，对可靠性安全性来说，要求：足够的强度、刚度，不允许因变形、下沉而影响车门开关可靠性；车门开关时不允许有振动噪声；部件性能可靠、不干涉；撞翻车时不能自行开门，以确保乘员安全；满足侧撞时对乘员的保护要求。 第四，对密封性来说，要求：雨、雪、尘不能进入车内，应具备良好的气密封性。第五，对工艺性维修性来说，要求：易于生产制造，拆装方便。 1.2.1窗框形式与车门结构的关系窗框的结构形式对车门整体结构影响较大，可分为分开式车门和整体式车门、有窗框车门和无窗框车门，因此，在对车门结构形式进行分析时，车门窗框的结构形式及特点很关键。(1) 分开式车门及窗框特点 分开式车门的窗框通常为辊压型材，经成型焊接等工序制成独立的窗框总成，再与内板焊接，最后合成车门焊接总成。辊压型材的断面形式较多，一般辊压型材窗框断面应具备玻璃导轨并可嵌装橡胶导槽、密封条安装槽，并具有足够的强度、刚度。由于分开式车门内、外板冲压件明显减小、窗框较窄、视野性好，因此普遍应用。但由于该窗框为等断面型材制成，外表面形状变化受到限制，与车身外表面随行性不好，而且，为实现玻璃顺利升降，窗框与车门下部饭金件不能平齐，外形造型效果不佳。 图1分开式车门结构(2) 整体式车门及窗框结构 整体式车门是指车门内、外板都是板料整体冲压件，再合成车门总成框架。这种车门框架结构因内、外板都是板料整体冲压件，随形性好、精度高、强度和刚度均较好，但在窗框部分结构上处理不佳，如玻璃导轨及密封条嵌槽的结构需另外设计装配结构件，使结构比较复杂。有的直接将密封条安装在门洞上，对门锁等车身附件没有密封作用，且门洞下部因上下车时经常被踩踏，无法安装密封条（密封条安装在车门上），使密封条沿周不连续，密封效果不好。为了解决这些问题，也有采用辊压窗框和冲压件同时并用的结构，这样既可解决玻璃导轨、密封条嵌装槽一体化成型，又可使车门的外表面形状与整车造型完整统一。一般具体结构处理时，都采用外板为整体冲压件，窗框主体为辊压成型件，而内板上下分开为两部分，上部分与窗框焊接后再与下部分焊接，最后与外板压合或焊接成车门总成。(3) 无窗框车门的结构一般敞篷车、硬顶车、运动车上采用无窗框车门结构，如这种车门仍有可升降的玻璃，则车门窗口线上部均是玻璃，视野宽阔，但其结构难度较大，必须使玻璃牢靠地贴紧密封条，并且不能影响外表面形状，又要兼顾行车时安全可靠性，有时在工艺上采取将玻璃预先向车内倾斜的办法，以保证玻璃关闭后由于密封条反力作用使玻璃保证正确位置。也有玻璃在窗框外部、靠连接在窗框内部的滑动滚轮引导玻璃升降的结构，从车外看有无框的感觉，称作隐藏式窗框车门。1.3课题研究的背景及意义随着社会的发展和汽车工业的繁荣，汽车作为一种交通工具，在人们生活中起着举足轻重的作用。汽车车身是整车的重要组成部分，而车门作为车身的一个重要组成部分，又发挥着它所特定的功能。车门的结构型式很多，有旋转门，拉门，折叠门和外摆式车门。后两者主要用于大客车上。各类车的驾驶员专用门，货车及轿车车门，大多采用旋转门，开门时旋转方向可以是往前(顺开门)或往后(逆开门)，顺开门在行车中比较安全。车门结构设计对车身乃至整车都有重大的影响，随着经济全球化进程的加快，汽车工业的竞争日益加剧，汽车巨头们都在加紧新车型的设计与开发，由于发动机、底盘设计制造技术基本成熟，新车型便主要体现在电子设备和车身造型的更新上。同时，为减少新车型的开发成本、缩短新车型的开发周期、提高新产品的市场竞争力，全球各大汽车公司普遍实施了“平台战略”(Platform Strategy)，车身的开发便是该战略的主要组成部分。目前，在一种新车型的开发项目中，40的设计师和工程师是在从事与车身相关的开发。车身与汽车电子一起己经成为目前汽车整车产品中最活跃的因素。而车门作为车身的重要组成部分，其设计的好坏将直接影响整车的优劣。二、课题的研究方向2.1课题研究的基本内容：(1) 一种车型的汽车车门设计的前期策划及造型设计(2) 一种车型的车门布置(3) 一种车型的汽车车门的CAE分析(4) 一种车型的汽车车门的工艺分析2.2研究课题需解决的主要问题：(1) 了解汽车车门的类型、结构、功能、技术特点。(2) 根据车型产品策划书确定汽车的各项基本参数，包括车门参数。(3) 了解国内外主要车型的典型车门，分析其技术要求及各种参数(4) 翻译相关重要文献，了解汽车车门设计的发展状况和技术发展水平，从而了解当下汽车车门的技术要求，为下一步设计奠定技术平台。(5) 根据开发需求确定竞品车和质量目标车，并形成质量目标车分析报告(6) 对造型CAS进行分析，提出问题并进行修改(7) 车门刚度及抗凹性能CAE分析三、课题研究的步骤、方法及措施3.1前期策划阶段(1) 根据开发需求初步确定车门的类型、重量、材料、车门附件的初步选择、各部件间的关系等。(2) 对于质量目标车车门的分析对比(3) 产品策划书编制， 生成产品定义描述文件3.2造型设计阶段(1) 根据产品定义描述进行草图、效果图绘制(2) 设计前期的布置检查(3) 初版CAS制作并分析问题(4) 油泥模型制作(5) 完成A级曲面数据3.3工程设计阶段 (1) 车门CAE分析，进行强度及安全的校核1) 车门模态刚度CAE分析2) 车门外板抗凹CAE分析(2) 车门工艺分析，制定车门内外板的工艺方案(3) 分析校核各部件的布置，形成工艺问题报告，提出设计变更方案并执行(4) 生成总布置数据最终版(5) 零部件数据冻结(6) 开模具四、研究工作进度序号时间内容1 2011.12.1-2012.2.29熟悉课题具体情况，了解课题主要任务22012.3.1-2012.3.16课题调研、文献查阅、文献翻译以及开题报告32012.3.17-2012.4.20制定详细的研究方案和研究工作计划。完成汽车车门的造型设计和结构的确定42012.4.21-2012.5.29完成车门CAE分析和工艺分析，撰写研究论文一篇，撰写毕业设计论文，并进行答辩52012.5.30答辩五、主要参考文献1 蒋连勃,王绍春. 汽车车门设计（一）J. 汽车技术，1999，04.2 王晓丽,邓楚南. 虚拟现实技术在车身设计上的应用J. 专用汽车，2002，02.3 周致宏,黄燕敏. 轿车车门结构及相应密封条结构介绍J. 汽车制造业，2009,10.4 董艳菊，洪兵，刘春达等. 车门限位器布置与设计初探C. 中国汽车工程学会. 北京：机械工业出版社，2010.5 钱云忠,邓成忠,贾力等. 车门内板覆盖件成形工艺J. 四川兵工学报，2008，06.6 问庆武. 浅谈我国汽车密封条的现状和发展J. 橡胶科技市场，2006，15.7 余志生. 汽车理论（第四版）M. 北京：机械工业出版社，2007.8 刘鸿文. 材料力学（第四版）M. 北京：高等教育出版社，2004.9 濮良贵,纪名刚. 机械设计M. 北京：高等教育出版社，2006.10 陈家瑞. 汽车构造（第三版）M. 北京：机械工业出版社，2009.11 Michael Strolz, Alexander Mortl, Michael Graf, Martin Buss. “Development, Control, and Evaluation of an Actuated Car Door”. IEEE Transaction On Haptics, VOL. 2, NO. 3, July-September 2009.12 M. Strolz, Q. Mu hlbauer, C. Scharfenberger, G. Farber, and M.Buss. “Towards a Generic Control System for Actuated Car Door