（光学工程专业论文）基于excel平台的旋转式车门关门能量力分析工具的研制.pdf

摘要 摘要 轿车车门是车身侧围的重要组成部分，多数采用旋转式车门。车门关闭轻 便性，即车门关门能量力，是评价汽车车身设计和汽车使用性能的重要指标之 - ，汽车车门关闭过程是否轻便、灵活是用户感受频次和关注程度较高的项目。 因此，在车身设计中倍受关注，也是车门设计人员必须面对的问题。 根据j dp o w e r 的新车质量调研，开关门能量力的超重始终是顾客抱怨最 多的质量问题之一。这样，车门关门能量力就成为各大汽车制造厂商亟待解决 的问题。 本文分析了影响旋转式轿车车门关门能量力的六个子系统：密封系统、车 门重量、铰链、限位器、门锁和气压阻效应。研究了各系统产生关门阻力的根 本原因，明确了影响各子系统关门能量力的因素，建立了关门过程中车门受力、 消耗能量与设计参数、试验数据之间的数学函数模型，并推导出车门受力、消 耗能量与车门开度之间关系的理论公式。 根据所推导出的理论公式，在常用的办公软件m i c r o s o f te x c e l 平台的基础 上，利用v b a 语言，开发出定量分析旋转式车门关门能量力的工具。该分析工 具采用了模块化的程序设计方法，各子模块可独立完成相应子系统对关门能量 力影响的分析。 该分析工具提供友好的界面，只要输入相应的参数，计算机就可以迅速准 确的进行分析。分析结果与试验结果进行比较，证明了本文提出的简化模型、 理论和开发的分析工具的合理性。 关键词：车门，旋转式，关门能量力，气压阻效应，v b a a b s t r a c t a u t od o o ri sa ni m p o r t a n tc o m p o n e n to ft h es i d ew a l lo fa u t ob o 咄w i t hm o r e a n dm o r ec o n c e r n sf r o mt h ec u s t o m e r s ，t h ec l o s i n ge f f o r to fs w i n gd o o r w h i c hi st h e m o s ta p p l i e dd o o rs t r u c t u r e ，h a sb e c o m ea ni m p o r t a n ti n d i c a t i o no ft h eq u a l i t yo ft h e a u t ob e d yd e s i g na n dp e r f o r m a n c e t h e r e f o r e , t h ec l o s i n ge f f o r th a sd r a w ng r e a t e r a t t e n t i o ni na u t ob e d yd e s i g np r o c e s s a c c o r d i n gt ot h ev e h i c l eq u a l i t yr e s e a r c ho fj dp o w e r ，h a r d t oo p e n c l o s et h e d o o ri st h eo n eo ft h em o s tq u a l i t yi s s u e sw h i c hc o m p l a i n e db yt h ec u s t o m e r s i nt h i s w a y ，t h ed o o rc l o s i n ge n e r g y f o r c e h a sb e c o m eam a j o rp r o b l e ma u t o m o b i l e m a n u f a c t u r e r sn e e dt os o l v e t i l i sp a p e rr e s e a r c h e so nt h ef a c t o r sa f f e c tt h es w i n gd o o rc l o s i n ge f f o r ti nt h e c o n s i d e r a t i o no ft h ec o m p o n e n t so ft h ed o o rs u b s y s t e m ：s e a ls y s t e m ，d o o rw e i 出 a n dh i n g e ，c h e c k l i n k ，l a t c ha n da i r - b i n d i n ge f f e c t t h er o o tc a u s e sa lee x p a t i a t e da n d t h em a t h e m a t i cm o d e l so ft h er e l a t i o nb e t w e e nd e s i g np a r a m e t e r sa n dt e s t i n gd a t e s a n dc l o s i n ge f f o r ta r ef o u n d e d a c c o r d i n gt ot h ed e r i v e dt h e o r e t i c a lf o r m u l a , aq u a n t i t a t i v ea n a l y s i st o o l w a s d e v e l o p e dw i t hp r o g r a m m i n gl a n g u a g ev b ab a s eo nt h ew i d e l yi n s t a l l e do f f i c e s o f t w a r em i c r o s o f te x c e l t h ea n a l y s i st o o lw a sd e v e l o p e dt h r o u g ham o d u l a rd e s i g n m e t h o d ，s ot h a tt h es u b s y s t e mc a nb ei n d e p e n d e n t l ya n a l y z e da n dr e d e v e l o p e dw h e n n e c e s s a r y 1 1 1 ea n a l y s i st o o lp r o v i d e saf r i e n d l yi n t e r f a c e w i t ht h en e c e s s a r yc o r r e s p o n d i n g p a r a m e t e r s ，t h ec o m p u t e rw i l lb ea b l et oc a r r yo u tr a p i da n da c c u r a t ea n a l y s i s t h e r e s u l t so ft h ea n a l y s i sw e r ec o m p a r e dw i t ht h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t s ，w h i c hp r o v et h a t t h es i m p l i f i e dm o d e l sa n dt h e o r i e sp r o p o s e da n da n a l y t i c a lt o o ld e v e l o p e di nt h i s p a p e ra r er e l i a b l e k e yw o r d s ：a u t od o o r s w i n gd o o r ，c l o s i n ge f f o r t ，a i r - b i n d i n ge f f o r t ，v b a 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名： 年月日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下 各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学 位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存 论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务； 学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在 不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术 活动。 学位论文作者签名： 年月日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名： 年月日 学位论文作者签名： 年月日 第1 章绪论 1 1 前言 第1 章绪论 汽车诞生至今已逾百年。从出现到现在，整个过程大致分为三个阶段： 1 汽车的摇篮期； 2 汽车基本构造的完成期； 3 汽车面向社会需求的发展期。 一百多年来，汽车的发展给人类社会带来了巨大而深远的影响。汽车以它 的速度和便利加速了人们的生活节奏，改变着社会面貌，并以它的精美造型和 丰富色彩以及车内舒适的环境而受到人们的青睐。特别是在科学技术与文化高 度发展的今天，汽车已不再是一种简单的交通、运输工具，它更兼有财富和社 会地位的象征作用，并成为现代文明的重要标志【l 】。现代汽车融科学性、艺术性 和实用性于一身，在造型上达到了精美绝伦的地步令人叹为观止。鲁迅先生曾 说过“一切好诗到唐已被作绝。 那么，如果说“一切好车到今天已被做绝”也 不足为过。尽管这种叫绝之声在二十年前就有人发过，然而如今汽车行业仍如 江河奔泻一样一刻也没有停止前进的脚步。倘若将二十世纪九十年代的汽车与 二十一世纪的汽车摆在一起，任何人都会看到其间的变化之大。 现代汽车融科学性、艺术性和实用性于一身，在造型上达到了精美绝伦的 地步。但是，随着科学技术的不断向前发展，对汽车各项性能( 如动力性，经 济性，舒适性，通过性，操纵稳定性，安全可靠性等) 指标的要求也在不断提 高，在扩大汽车服务领域和满足各方面多样化要求的前提下，作为汽车三大总 成之一的车身，已后来居上越来越处于主导地位。汽车由底盘、发动机及车身 三大总成构成，如图1 1 所示。在这三大总成中，车身比底盘和发动机要复杂得 多，其设计过程也相对复杂，涉及到工业造型、工程材料、生产工艺、结构力 学、人机工程等众多学科。其设计技术主要包括造型设计技术、工程设计技术 以及先进的设计理念等几个方面。轿车车身是发动机、底盘、电子电气设备、 乘员和行李等的承载体和包容体，是汽车产品的重要部件之一。而且还要装配 各种车身外装件、车身内装件、车身附件、照明信号等，使轿车成为一个完整 第1 章绪论 的整体。轿车车身是一种“上层建筑 ，随着时代的发展，不断的变化和不断 的完善。车身作为一个受力结构，必须有足够的强度以保证其疲劳寿命，必须 有足够的刚度以保证其装配和使用的要求，同时应有合理的动态特性控制振动 与噪声，还应该有足够的抗冲击强度保证撞车时乘员的安全。 童一漪拼 2 一前慰桨 3 一荷车轮 4 一变速器 5 一转动轴 6 蒲声器 7 届悬絮 铜板弹镱 黔减震器 9 质轮 1 0 - 翻动器1 5 - 转向嚣3 l l ，届桥i p 发动机 1 2 _ 浊辅 1 7 - 散热器 1 3 _ 坐椅1 8 一车身 1 4 _ 方向盘 图1 1 汽车总成图 在车身设计过程中，车门总成的布置设计除与整体设计有着协调配合关系 外，可称的上是一个相对独立的，最具有代表性的车身总成设计。它不仅要与 整车造型协调一致，还要保证必要的开度，方便上下车以及良好的安全性，稳 定的操纵性，密封性，工艺性和足够的强度刚度，从而满足功能上的要求。因 此车门的设计成为车身设计中的个重要环节。 轿车车门是车身侧围的重要组成部分，多数采用旋转式车门。一般由门体、 车门附件和内饰盖板三部分组成。而车门关闭轻便性，即车门关门能量力，是 评价汽车车身设计和汽车使用性能的重要指标之一，汽车车门关闭过程中是否 沉重，关闭是否轻便、灵活都是用户感受频次和关注程度较高的项目。因此， 在车身设计中倍受关注，也是车门设计人员必须面对的问题。对于车门关门能 第l 章绪论 量力的研究一直受到各大汽车生产商的关注。对于生产商来说，关门能量力的 大小是在设计制造过程中必然遇到的问题之一；对于顾客而言，关门能量力的 大小会给顾客留下车辆设计质量好或坏的印象，这一点甚至在顾客踏进车厢之 前就能感觉到。根据j dp o w e r 的新车质量调研，开关门能量力的超重始终是 顾客抱怨最多的质量问题之一。这样，车门关门能量力就成为各大汽车制造厂 商亟待解决的问题。 在车门设计中，设计人员渴望能有一个强而有力的车门设计系统，包括乘 客所关心的轻便的关门力，同时把乘客舱内的乘客与风、噪音和雨水等隔离开， 并且满足隔声、防振等苛刻的行业标准。目前，车门系统的设计在很大程度上 仍然依靠“试错 和修改原型物理硬件等方式来实现。而这样的设计程序至少 存在两个主要缺点：第一；制造原型物理硬件成本高；第二，设计周期长。所 以开发一种快速、灵活、准确且通用性强的计算车门关门能量力的工具，对于 设计人员的前期设计工作具有重要的指导意义。这样设计人员可以在设计阶段 就根据需要更改设计方案，也可以根据已有车型的顾客调查，对设计参数进行 修改，然后根据计算结果对设计进行更改。而且设计软件可以提供友好的人机 交互界面，指导设计人员的设计，这样不仅可以大大的节约成本，也可以缩短 设计周期，在汽车市场激烈竞争的今天，尤为重要。 车门是汽车车身的主要部件之一，它不仅为司乘人员上下车提供方便的条 件，而且与整车动力性( 空气动力性) 、舒适性( 风流噪声、密封等) 和使用性 能( 开启方便灵活) 等有着密切的关系，同时对整车造型起着协调作用，并直 接影响车身外形的美观。随着汽车工业的快速发展，人们对汽车各项性能指标 的要求也越来越高，那么关门能量力对车门性能的影响也成为各个汽车制造厂 商不可回避的问题。 1 2 国内外研究现状 随着科学技术的发展，以及人们对轿车性能要求的不断提高，对于车门在 关闭过程中关门能量力的消耗研究也越来越多。国内外专家、学者做了大量的 研究工作，包括实验仿真等多种方法。 同济大学现代制造技术研究所的力德安、戴海掣2 1 、徐志江、李修文【3 1 等， 应用力与位移传感器和计算机技术，研制了轿车车门关闭力一位移自动测量系 第1 章绪论 统。该系统能够同时采集关门过程中车门的关闭力和位移大小。何珊【4 】等在与上 海申雅密封件有限公司的合作项目“轿车密封条结构的c a d c a e 中，着重于 密封条的有限元结构分析和优化，解决车门的关门力超重的问题。张剑【5 】研究了 密封条受力变形对车门关闭力的影响。 上海交通大学的杨蕾【6 】在a d a m s 动力学分析软件中建立了轿车车门的关 门能量仿真模型，分析各零件参数对关门能量的影响，根据仿真结果得到了各 影响因素对关门能量的贡献率，并进行了试验对比。 奇瑞汽车有限公司的高新华，于闯子【7 1 ，针对轿车车门关闭力的设计难点， 从设计要求、影响因素、能量分配以及c a e 模拟分析、密封截面尺寸调节等几 个方面，对其设计方法和流程进行了探索，并通过实车进行了设计验证。广东 福迪汽车有限公司的尹忠，唐荣平 g l 等，通过建立车门数学计算模型，论述了 车门与车身的匹配设计关系，确定了影响车门关闭力的主要因素，建立了车门 关闭力计算模型，并提出了一种估算车门关闭力的方法。中国科学院长春光学 精密机械与物理研究所的梁亮，中国科学院研究生院的韩立强等嘲以某型号车门 为研究对象，在相同加载情况下，分析了车门关闭和开启状态下的性能。探讨了 车门在这两种状态下的能量平衡、门锁处z 向位移以及车门内板应力分布情况， 为新车型的开发研究提供了有力支持。山东理工大学的李红艳、王翠萍、刚宪 约n 叫，建立车门的数字模型，通过c a d c a e 接口，将车门的c a d 模型导入到有 限元软件a n s y s 中进行下沉刚度的研究，结果表明门窗玻璃下边缘和车门左上 角变形较大，可以考虑对局部加强，为改进设计提供科学依据。 d a nh o l t 【l u 等使用不同的测试装置测量车门的关闭力。其中有门炮装置 ( b o o rc a n n o n ) ，该装置由弹簧加载，活塞推动车门，手动控制。在测量过程中， 未考虑车门的速度和起始角度等因素。m a g n a 汽车测试中心研究人员开发出关 闭测试系统c m s ( c l o s u r em e a s u r i n gs y s t e m ) 。t o n gz o u ，z i s s i m o sp m o u r e l a t o s 【1 2 】 等分析了非线性极限状态下的可靠性，并应用到车门关门能量力系统中。分析 方法包括两部分：首先，是基于优化方法找到非线性极限状态下的所有点；第 二部分是使用多模态自适应抽样法来分析第一部分找出的所有点的信息。 r a v i r a jn a y a k ，k e ei m 0 3 - 1 4 在动力学分析软件a d a m s 中建立了仿真模型， 模型包括车门的所有设计因素，然后模拟车门运动，以此获得车门在开关过程 中消耗的能量。并且提出一条设计准则来分析车门的开关门时所消耗的能量， 同时讨论了限位器的设计方法，指出车门的开关门能量是不同因素作用的结果。 第l 章绪论 福特汽车公司的d ry u k s e lg u t ，d rk e n n e t hnm o r m a n ，一1 5 1 研究了车门上密封 条排气孔的位置与尺寸对关门能量力的影响。车门关闭过程中，密封条压缩， 腔内气体通过排气孔流出产生非线性阻尼力，消耗关门能量。 1 3 本文的主要研究内容和技术路线 1 3 1 主要研究内容和关键技术 本文的研究内容主要分为两部分。第一部分，影响轿车车门关门力能量的 六个因素( 密封系统、车门重量、铰链、限位器、门锁、气压阻效应) 进行分 析，并建立车门关闭过程中力能量的数学模型。本文创造性地推导和应用气压 阻效应简化数学模型，解决了关门时气压阻效应难以定量计算的问题，并且取 得了较高的精度。第二部分，基于所建立的各影响因素的数学模型，利用v b a 编程语言进行编程，根据所推导出的理论公式，在常用的办公软件m i c r o s o f t e x c e l 平台的基础上，利用v b a 语言，开发出定量分析旋转式车门关门能量力 的工具。本文的主要研究内容如图1 2 所示。 【基于e x c e i 的车门关闭力软件开发l 一、 车门关闭力研究 】 软件系统开发 lo _ _ _ k 。_ 窿 j ， 土l 模建 开 型 业 文简 发软程程 验附 献 化 证件 语 件 j 予 序 调数 和 数 口设编调 研罕 改据 学 计写试 模 习 控 进库 图1 2 本文的主要研究内容 第i 章绪论 1 3 2 技术路线 在旋转车门的工程设计中，关门力设计始终是一个难点，如果设计不好， 或出现关门力过大，或出现漏风漏雨、车内噪声值过高等问题。本文通过对关 门能量力的理论分析，确定影响关门能量力的主要因素，同时建立相应的数学 模型。基于e x c e l 平台、利用v b a 语言、使用数值分析方法，开发一种方便快 捷的关门能量力分析工具。计算分析车门关门过程中各个子系统消耗的能量， 以及各个子系统对车门关门能量力的贡献。在设计中纳入关门能量力，不仅可 以进行早期预设计，为研究人员提供车门设计参考数据；而且能够降低设计成 本、缩短设计周期、节省人力物力财力，对于车门研发人员具有重要的指导意 义。具体的工作流程如图1 3 所示。 图1 3 工作流样图 本文第二章对计算机软件工程和软件生存周期以及e x c e l 软件的二次开发 语言v b a 、开发环境等做了介绍；第三章详细分析了各子系统( 密封系统、车 门重量、铰链、限位器、门锁、气压阻效应) 关门阻力产生的根本原因，并在 此基础上建立了软件开发所需的数学模型；第四章根据数学模型和实际条件， 确定了软件的输入输出参数，完成了软件的编程和人机交互界面的设计，并通 过实验数据对比，验证了软件的准确性和可靠性；第五章得出本文的研究结论 及继续研究的建议。 第2 章利用v b a 语言的e x c e l 软件二次开发技术 第2 章利用v b a 语言的e x c e l 软件二次开发技术 2 1软件工程简介 2 1 1 软件工程的定义 f r i t zb a u e r 曾经为软件工程下了定义：“软件工程是为了经济地获得能够在 实际机器上有效运行的可靠软件而建立和使用的一系列完善的工程化原则。 1 9 8 3 年i e e e 给出的定义为：“软件工程是开发、运行、维护和修复软件的系统 方法”，其中“软件 的定义为：计算机程序、方法、规则、相关的文档资料 以及在计算机上运行时所必需的数据。后来尽管又有一些人提出了许多更为完 善的定义，但主要思想都是强调在软件开发过程中需要应用工程化原则的重要 性。 软件工程包括三个要素：方法、工具和过程。 软件工程方法为软件开发提供了“如何做 的技术。它包括了多方面的任 务，如项目计划与估算、软件系统需求分析、数据结构、系统总体结构的设计、 算法过程的设计、编码、测试以及维护等。 软件工具为软件工程方法提供了自动的或半自动的软件支撑环境。目前， 已经推出了许多软件工具，这些软件工具集成起来，建立起称之为计算机辅助 软件工程( c a s e ) 的软件开发支撑系统。c a s e 将各种软件工具、开发机器和一 个存放开发过程信息的工程数据库组合起来形成一个软件工程环境。 软件工程的过程则是将软件工程的方法和工具综合起来以达到合理、及时 地进行计算机软件开发的目的。过程定义了方法使用的顺序、要求交付的文档 资料、为保证质量和协调变化所需要的管理、及软件开发各个阶段完成的里程 碑。 第2 章利用v b a 语言的e x c e l 软件二次开发技术 2 1 2 软件工程的基本目标 组织实施软件工程项目，最终希望得到项目的成功。所谓成功指的是达到 以下几个主要的目标： 1 付出较低的开发成本； 2 达到要求的软件功能； 3 取得较好的软件性能； 4 开发的软件易于移植； 5 需要较低的维护费用： 6 能按时完成开发工作，及时交付使用。 然而在具体项目的实际开发中，企图让以上几个目标都达到理想的程度往 往是非常困难的。 一互斥关系 - 互补关系 图2 1 软件j ：程目标之间的关系 图2 1 表明了软件工程目标之间存在的相互关系。其中有些目标之间是互 补关系，例如，易于维护和高可靠性之间，低开发成本与按时交付之间。还有 一些目标是彼此互斥的，例如，低开发成本与软件可靠性之间，提高软件性能 与软件可移植性之间，就存在冲突。 2 1 3 软件规模与生存周期 按开发软件所需的人力、时间以及完成的源程序行数，可确定六种不同规 模的软件( 表2 1 ) 。 表2 1 软什规模的分类 类别参加人员数研制j n | 限 微型 1 l 4 周 小型 i 1 6 月 8 第2 章利用v b a 语言的e x c e l 软件二次开发技术 中型 大型 甚大型 极大型 2 5 5 2 0 1 0 0 - 1 0 0 0 2 0 0 0 - - 5 0 0 0 l 2 年 2 3 年 4 5 年 5 l o 年 5 k 5 0 k 5 0 k 1 0 0 k i m ( = 1 0 0 0 k ) 1 m 1 0 m 规模大、时间长、很多人参加的软件项目，其开发工作必须要有软件工程 的知识做指导。而规模小、时间短、参加人员少的软件项目也得有软件工程概 念，遵循一定的开发规范。其基本原则是一样的，只是对软件工程技术依赖的 程度不同而已。 如同任何事物一样，软件也有一个孕育、诞生、成长、成熟、衰亡的生存 过程。我们称其为计算机软件的生存周期。根据这一思想，把上述基本的过程 活动进一步展开，可以得到软件生存周期的六个步骤，如图2 2 所示。 制定计划：确定要开发软件系统的总目标，给出它的功能、性能、可靠性 以及接口等方厩的要求；研究完成该项软件任务的可行性，探讨解决问题的可 能方案；制定完成开发任务的实施计划，连同可行性研究报告，提交管理部门 审查。 需求分析：对待开发软件提出的需求进行分析并给出详细的定义。编写出 软件需求说明书及初步的用户手册，提交管理机构评审。 软件设计：把已确定了的各项需求转换成一个相应的体系结构。进而对每 个模块要完成的工作进行具体的描述。编写设计说明书，提交评审。 程序编写：把软件设计转换成计算机可以接受的程序代码。 软件测试：在设计测试用例的基础上检验软件的各个组成部分。 运行维护：已交付的软件投入正式使用，并在运行过程中进行适当的维 护。 图2 2 软件生存周期模型 第2 章利用v b a 语言的e x c e l 软件二次开发技术 2 2 e x c e l 软件二次开发方法介绍 2 2 1m i c r o s o f to f f i c ee x c e l2 0 0 7 软件 m i c r o s o f to f f i c ee x c e l 是美国微软公司开发的电子表格软件，它功能强大， 应用广泛，可以帮助用户分析信息从而做出明智的决策。m i c r o s o f to f f i c ee x c e l 2 0 0 7 是微软在2 0 0 6 年底发布的最新版本，相比以前的版本，在界面和功能上均 有了大量的改进，主要表现在以下几个方面【1 6 】： 1 e x c e l2 0 0 7 拥有全新用户界面，可以用户在需要时找到强大的工具； 2 在显著扩展的电子表格中导入、组织和浏览大量数据集； 3 彻底重新设计的e x c e l2 0 0 7 5 1 图引擎，可以帮助用户在具有专业外观的 图表中共享分析； 4 为使用表格提供了经过改进的有力支持； 5 轻松创建和使用数据透视表视图： 6 查看重要趋势并发现数据中的异常； 7 使用o f f i c ee x c e l2 0 0 7 和e x c e ls e r v i c e s 有助于更加安全地与其他人 共享电子表格； 8 有助于确保用户使用最新的业务信息； 9 同时减小电子表格的大小和提高损坏文件的恢复能力。 尽管在通常的任务处理中，用户使用e x c e l2 0 0 7 可以很方便地完成。但是 在某些情况下，需要处理一些较为复杂的工作，这就需要一个适合特定任务的 软件。如果重新进行开发，其工作量及难度无疑十分巨大。此时，如果以e x c e l 软件本身作为开发平台，利用v b a 语言进行二次开发，那么工作就变得简单 多了。这主要是因为e x c e l 是一个功能已相当完善的软件，以它作为平台，则其 本身所具有的各种强大功能可以直接使用。因此，对于用户来浼，只需利用v b a 编写用户所需要的，而e x c e l 不具有或效率不高的功能，则可以极大地提高工作 效率，甚至可以实现e x c e l 本身所不具有的功能，这样就可以达到事半功倍的效 果。 2 2 2e x c e l 软件的二次开发 e x c e l 的二次开发包括两个方面的内容，一个是开发工具，另一个就是 第2 章利用v b a 语言的e x c c | 软件二次开发技术 e x c e l 的对象模型。开发工具可以自己选择一个比较熟悉的，但e x c e l 的对 象模型却是必须首先掌握的。e x c e l 二次开发主要有三种方式【1 7 1 ：宏( 宏录制、 宏编程) 和v b a 的内部开发；c o m 插件开发；自动化服务开发。其中宏和v b a 模块是内置于o f f i c e 的应用程序，具有免费完整的工作环境。而且在v b 环境下 访问e x c e l 文件，可以有多种方法，如：使用d a t a 控件、使用o l e 控件及引用 e x c e l 。根据开发工具的具体要求，本文主要选用第一种方式对e x c e l 进行二 次开发。 所谓内部开发，指的是使用e x c e l 内嵌的v b a 来开发，可以把v b a 看 作是v b 的一个子集，二者在数据定义、结构设计、语法使用上都是一致的。只 不过v b a 不能脱离e x c e l 来运行，v b 可以开发在w i n d o w s 下运行的程序， 而v b a 只是让e x c e l 自动化。v b a 有自己的d e 集成开发环境，用户可以通 过“工具 菜单，选择v b a 编辑器来打开v b a 开的集成环境。在d e 中，用 户可以创建、修改、运行、编辑和调试自己的程序。在熟悉了开发环境之后， 就可以针对某项具体的任务写出实用程序了。用v b a 进行e x c e l 的二次开发， 简单、方便、效率高，并且用它开发的程序也可以使用自己设计的界面( 窗体) ， 把数据存放在e x c e l 的单元格中。 所谓的c o m ，是c o m p o n e n t o b j e c t m o d e l 的缩写，是组件对象模型的意思 c o m 插件也叫c o m 加载项，实际上是一个动态链接库，我们可以开发程序作为 一个链接库链接到一些程序中，从而扩展其功能。例如，i e 浏览器就经常被添 加加载项。 自动化使应用程序能够对另一个应用程序中实现的对象进行操作，或者将 对象公开以便可以对其进行操作。自动化服务器是向其他应用程序( 称为自动 化客户端) 公开可编程对象( 称为自动化对象) 的应用程序。自动化服务器有 时称为自动化组件。e x c e l 就是一个自动化服务器，我们可通过编写程序来控 制e x c e l ，让e x c e l 为我们完成需要的操作。 2 3 v b a 语言在e x c e l 二次开发中的应用 2 3 1 v b a 语言简介 v b a ( v i s u a lb a s i cf o ra p p l i c a t i o n ) 是微软公司开发推广的新一代标准宏语 第2 章利用v b a 语自的e x c e l 戟件二次* 发拉术 言，具有相当完整的高级语言特征，且面向对象、可跨越多种应用程序而实现 共享，还可与其它应用程序通信，具有管理数据库的功能。 is l 它在普通v i s u a l b a s i c 语言的基础上，增加了对相应软件不同对象的控制功能，包括e x c e l 工作 簿、工作表、区域、数据透视表等对象的控制功能，这样，就可以方便地对e x c e l 进行控制，全面提供软件工作的自动化水平，并为之增加相应的功能。同时， v b a 语言具有以下特点： 1 、定制 v b a 允许用户赋予自己喜欢的程序咀及新的功能并且能使它们完成一些连 编程者自己也想不到的任务。 2 、自动化 v b a 不仅具有上述功能它还能让用户使共同的任务自动完成，v b a 能使 e x c e l 和p r o j e c t 成为用户的私人助手通过接管一些重复、耗时的任务，使用 户腾出时间去做更重要、更有创造性的工作。 3 、协作化 v b a 还可以提供对像w o r d f o r w i n d o w s6 0 和p o w e r p o i n t 3 0 这样的高级应 用程序的控制能力。实际上，这些高级程序可以是任何一种遵守新的o l e 2 自动 化标准的w i n d o w s 应用程序。现在，复杂的、多用途的任务能在v b a 控制下自 动完成。 2 3 2v b a 开发环境 熟悉v b a 的开发环境可以更加有效的使用v b a 语言。 l 、在e x c e l2 0 0 7 的工作界面中，单击“开发工具”标签打开该选项卡，如 图2 3 所示。 蚓2 3e x c e l 2 0 0 7 的开发1 且菜单 12 一 誊一 器，墨鬻 团。釜曼_ ，彰碍旃m ，熏一 絮书 拳瀛 第2 章利用v b a 语言的e x c e l 软件= 敬r 笸技术 2 、单击v i s u a lb a s i c 按钮，可以进入v b a 的开发环境，如图2 4 所示为v b a 的编程界面。 4 岫帕l l 豳如坠坠苎堕二塑嘎。触i 幻州m 他- 珊口岫1 盘墨凶嫡：嚣鬻。名鱼垒些些坠坠刊 ! j “o2 _ _ _ _ f i i 示i i 面 ， 5 饕：= w z 昌耋篡墨。t 刚哪 卧。 at bc ； im f7 日“l r ， h i ! # i3o i j 自 o 目m re + f “ 图2 4 h 钟1 2 0 0 7 的开发环境 在v b a 开发环境中，可以编写代码来实现需要的功能。在开发环境中，需 要编写v b a 程序来实现所需要的操作。因此，成功地编写e x o d 的v b a 程序， 就必须掌握这种编程方式。在可视化的开发环境中，v b a 需要通过调用e x c e l 的函数或者变量来对e x c e l 表进行相关操作。 v b a 的开发环境主要包括四个部分：菜单栏、常用工具栏、工程状态、代 码编写区，其功能如表22 所示： v b a 中常用的菜单栏主要包括文件、编辑、视图、插入、格式、调试、运 行、工具、外接程序、窗口以及帮助等l i 项，每项中又包括一个下拉菜单为用 户提供更为丰富的相关操作。 一般来说在编辑环境中，常用工具栏位于菜单栏的下方，如果没有可以点 击鼠标右键选中“标准”按钮即可调出工具栏。 代码编写区指图2 4 中右下空白区，用户可以根据需要进行代码的编写 表2 2 v b a 的开发环境 第2 章利用v b a 语言的e x c e l 软件二次开发技术 2 3 3 v b a 语言在二次开发中的应用 v b a 由v i s u a lb a s i c 语言发展而成，并且继承了v b 很多编程方法，在语 法结构上几乎完全相同，两种语言支持的对象属性和方法大多相同。因此，其 语言结构分成两部分：v i s u a lb a s i c 语言结构和其嵌入软件的对象模块。这两部 分结构是构成v b a 的重要基础，要通过v b a 对e x c e l 软件进行二次开发，就 必须对这两部分知识有清晰的了解。掌握并学会运用v b a 不仅可以高效办公， 并且可以循序渐进地掌握一门编程语言，为以后工作与学习坚实基础。 1 、v i s u a lb a s i c 语言结构 v i s u a lb a s i c 是完全独立的w i n d o w s 开发系统，是一种可视化的、面象对 象的，采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言。其本身所具有的功能十 分强大，利用它可以很方便地在w i n d o w s 操作系统下进行各种应用程序的开发。 为了方便用户编程及提高效率，v i s u a lb a s i c 所提供的开发环境具有与w i n d o w s 系统一样的操作环境，使用起来十分方便，代码执行效率也有了很大的提高【1 9 1 。 ( 1 ) 事件驱动机佑l l ：v i s u a lb a s i c 的一个显著特点是采用事件驱动机制，响 应某个事件所需运行的程序代码称为事件过程( e v e n tp r o c e d u r e ) 。 据此可以把 一个完整的v b a 程序划分成若干逻辑上相独立的单元，这样可以简化程序， 使程序结构清晰，并且同一个过程可以反复调用，这样就可以大大提高编程效 率。 ( 2 ) 语句控制结构：程序是由众多语句按一定顺序和结构组成的，控制语 句的作用是控制不同语句的执行流程。在v i s u a lb a s i c 中，主要的控制语句有判 断和循环这两大类，利用这两类语句，可以方便地完成大多数复杂程序的流程 控制。表2 3 为控制语句举例。 表2 3 控制语句举例 判断语句 循环语句 i f 语句 i fc o n d i t i o nt h e n 【s t a t e m e n t s 】 f e l s e l fc o n d i t i o n - nt h e n 【e l s e i fs t a t e m e n t s 【e l s e 【e l s e s t a t e m e n t s 】 f o r n e x t 语句 f o r c o u n t e f s t a r t t o e n d s t e p s t e p 】 【s t a t e m e n t s 】 【e x i t f o r s t a t e m e n t s 】 n e x t c o u n t e r 第2 章利用v b a 语言的e x e e ! 软件二次开发技术 尽管v b 与v b a 有很多相似的地方，但并不是完全相同的，不要混淆二者， 二者的区别如表2 4 所示。 表2 4v i i 与v b a 的区别 名称区别 v b v b a 语言特性计算机编程语言自动化语言 开发环境拥有独立的开发环境依赖于已有的应用程序 运行条件 能够独立运行需要e x e d 等应用程序的支持 用途 用于创建标准的应用程序用于使已有的应用程序自动化 2 、e x c e l 对象模块 e x c e l 对象模块也就是v i s u a lb a s i c 嵌入e x c e l 软件中的对象模块，这些对 象模块通过一组对象库与嵌入e x c e l 中的v b a 进行关联。在该对象库中， a p p l i c a t i o n 对象位于最上层，代表整个e x c e l 应用程序。其下主要有w o r k b o o k s ( 工作簿集合) 对象和w i n d o w ( 窗口) 对象等。每个对象都具有各自的方 法、属性和事件1 1 】。v b a 正是通过控制对象库中的不同对象来实现对e x c e l 软 件的控制。表2 5 为程序应用举例。 表2 5 廊用程序举例 清除指定区域的内容 s h e e t s r a n g e c l e a r c o n t e n t s 指定当前_ j ：作表s h e e t s s e l e c t 屏幕刷新不显示 a p p l i c a t i o n s c r e 2 n u p d a t i n g = f a l s e 取一列中数值个数 r a n g e e n d ( x l u p ) r o w 在实际的开发应用中，v b a 的用途十分广泛，不同领域中的应用范围和程 度也不尽相同。e x c e l 作为一个高效的电子表格软件，不仅本身具有强大的功能， 还提供了v b a 这种有效的开发工具，使之具有了强大的二次开发能力。利用 这种能力，用户可以根据自己的实际需要，将e x c e l 作为软件开发平台，利用 其本身所具有的功能，开发出适合自身需要的软件，扩展e x c e l 所不具有的功能， 使得重复的任务自动化，以提高信息管理的效率和准确度。 第2 章利用 v b a 语言的e x c c i 软件= 次开技技术 2 3 4 程序保护 程序保护，即p r o g r a mp r o t e c t i o n ，为防止对计算机程序的非法复制或修改， 在计算机内部或外部通过适当的硬件或软件设置而实施的保护措施。 在e x c e l 中进入v b a 的运行环境操作简单，那么用户不小心进行误操作时 就有可能进入程序编辑区，将程序更改，这样导致的后果有可能是程序运行不 正确，也有可能是程序运行出现故障。会给用户带来不必要的麻烦而浪费时间。 在e x c e l 的v b a 运行环境中可以进行程序的保护，允许一定权限的人进行 程序编辑区的保护。 1 、进入v b a 开发环境，打开“工具”菜单，选择v b a p r o j e c t 属性。 2 、点击v b a p r o j e e t 属性进入程序保护设置界面，如图2 5 所示。在相应的 区域输入密码并进行密码确认，然后点击确定完成。 蚺- 衄- _ 0 mi 蝴t 5 z 蛐* 螂呻凹 匾圈h - nqp hj e 鞋，i 女0 旦蚴 a 君= 嚣总 l ! ! j ! ! j ! ! 一 图2 5 v b a 程序的保护 3 、完成后重新进入v b a 运行环境，提示需要进行密码确定。 进行程序保护之后，就可以避免在运行程序时由于用户的误操作而导致樱 序更改的情况发生。 第3 章车门关门拖量影响因素分析肚教学填型的建i 第3 章车门关门能量影响因素分析及数学模型的建立 3 1旋转式车门类型 3 1 1 分类与组成 现代汽车的车门有多种类型( 表3 1 ) 。本文主要研究旋转式车门。 表3 1 车门的分类 旋转门用于大多散汽车 开艏方式折叠j多用于客车 拉门多用于轻型客车 整体式车门剐度好、质量高、随形性好 结构 分开式车门镀金件减小，材料利用率高，视野性能好 有窗框车门用于大多数汽车可为独立窗框或整体式车门 宙框 无窗框车门敞篷车、硬顶车、运动车使用 逆开门较少采爿j 仅为方便上、下车 旋转方向顺开门 安全性好车门误开时，不会因为气流作用畋开门 上开j用r 轿车和轻型车的背门也用于低艟的汽车 削3 1 乍j 的摹本耋f i 成 旋转式车门( 如图3l 、图3 2 所示) 蕾要山车门本体及附件等组成。其中 第3 章车门关门能量影响因素分析及数学模型的建立 车门主体主要包括内外板、加强板、窗框等。内板装有玻璃升降器、门锁等附 件，为了装配牢固，内板局部还要加强。为了增强安全性，外板内侧一般安装 了防撞杆。内板与外板通过翻边、粘合、滚焊等方式结合，针对承受力不同，