白车身及车门性能开发关键技术研究与应用

王国仕

摘 要：随着社会经济的不断发展，人们出行条件以及运输条件得到很大的改善，作为运输工具的车辆性能也有所提升。本文将针对白车身及车门性能开发的关键技术进行分析，并对其在人们生活中的具体应用作出讨论，以为我国汽车制造行业的发展提供有效建议和意见。

关键词：白车身；车门性能；关键技术；研究

前言：白车身及车门是汽车制造中整车的关键总成，其性能的好坏关乎汽车的整体工作状态的好坏。在我国的汽车制造行业中对于白车身及其车门的制造技术与材料的选择，尽管已经与国外发达汽车制造技术有所相似，但是在实际的使用过程中还有所差异，从而导致性能方面还有待提升。

1 白车身及车门的主要性能

1.1 白车身的主要性能

1.1.1 车身的静态刚度

白车身是汽车运行过程中主要的负荷承载机构，对人们安全行驶具有重要意义。其主要制成材质一般选用的都是刚度金属材质，不仅可以有效的减轻汽车的整体振动性，还能够保障汽车的安全稳定行驶[1]。通过对白车身在日常出行中的工作状态观察发现，静态刚度性能大致被分为扭转刚度与弯曲刚度两种。其中扭转刚度主要是指汽车行驶在不平坦路面时，车身对外力负荷的反抗而产生的变形能力。而弯曲刚度主要是指人或是货物进入车体内，车身对重力负荷的抵抗变形能力。

1.1.2 车身的振动特征

汽车的整体构造中是以车身为基础进行的，所以车身的整体振动特征会影响到整辆车的性能[2]。模态是用来判定车身振动特征的主要方法，能够有效的反映车身结构的固定特征。若外部激励频率接触到车身系统中的模态时，就会产生车身系统的异常振动，所以在白车身设计过程中，可以有效运用模态的固有频率以及模态振动对车身结构进行合理配置，从而有效避免外部激励在车体中产生的共振。

1.2 车门的主要性能

1.2.1 刚度性能

车门是车辆构造中的基本构件，乘车人员上下车的过程中都会经过车门，同时还能对车内人员起到一定保护作用[3]。依据车门在实际驾车中的应用可以总结出其具有良好的刚度性能。其刚度性能形成过程中需要垂向刚度、抗凹刚度以及扭转刚度的共同作用，才能实现车辆整体性能的提升。其中抗凹刚度主要就是指人为作用下对车门外板触摸按压行为而产生的变形作用力；垂直刚度则主要指在人们开启车门的过程中，车门对外界复合抵抗的过程中产生的变形能力。

1.2.2 耐久性

车门在汽车的整体使用周期中必须持续发挥其应有作用，因此还应具备耐久性能。在使用过程中车门一定要满足不同情况下的使用要求才能实现耐久性能的发挥，所以可以运用砰击的方法对其性能进行检验，如在正常开关门、破坏性砰击等情况下的实验。

2 白车身及车门性能开发关键技术

2.1 对标分析技术及其在汽车性能开发中的应用

2.1.1 对标分析技术

对标分析技术主要就是指某一生产机构可以将相同机构中更加高效的生产技术作为主要研究对象，获取提升自身产品性能的办法，从而在技术上不断进步与创新，甚至超越标杆技术[4]。因此，汽车生产行业也可以利用此种办法来提升自身的生产技术，从而增强车辆的整体性能与市场竞争力。企业可以将同级对手产品或是高级先进技术借鉴到车辆生产中来，制定出合理有效的的对标分析方法，快速的将对标产品的车辆性能数据进行收集整理，形成一个清晰科学的数据库系统，然后依据分析出的差异与优势，制定合理的应对策略与解决方案。对标分析技术的应用能够有效地缩短产品的开发周期，并能节约车辆研发成本，对汽车生产行业的发展起到推动作用。

2.1.2 对标分析技术的应用

在车辆生产行业中主要将对标分析技术应用在汽車整车级、零部件级以及总成级等汽车设计方面，具体的应用过程要依据一定的流程进行。首先，生产企业要进行市场调研，选定合理的标杆车类型；其次，研发人员要对分析措施如评价标准、方法和内容等方面的具体数据标准进行制定；再次，要将样车与标车的数据进行整理，通过对总成级和整车级等数据的对比研究分析出二者性能参数的差异；最后，依据数据差异，确定产品新的研发方向。

2.2 优化设计方法及其在汽车性能开发中的应用

优化设计方法是以计算机辅助工程为基础确立的，其在白车身及其车门的设计中被广泛应用。当前汽车生产制造行业主要应用的优化方法有两种，即参数优化与非参数优化。参数优化方法主要是将车身进行计算机模型模拟，然后在运用不同的计算方法对模型参数化，满足研发人员对设计数据的调整需求，从而达到产品性能的最优化。参数优化方法中有许多办法被应用到白车身及其车门的设计中，如近似模型、优化算法以及实验设计等等[5]。而非参数优化中最为常用的方法就是拓扑优化，诣在对设计空间中的材料进行合理布置，其主要优化的方向是车辆零部件的形状。此种方法一般被应用在车身以及车门的设计初期或是对局部性能进行改造的过程中，能够为汽车的整体性能的提升打下良好的基础。运用拓扑优化方式开展白车身及其车门的开发，具体的研究方向包括离散结构拓扑优化和连续体拓扑优化两种。而在连续式拓扑优化方法下，进行白车身及其车门性能的提升设计时，可以运用变密度法、水平集方法以及均匀化方法等进行。

结语：综上所述，白车身及其车门的性能对车辆的整体性能产生极大的影响，对人们的行车安全以及企业竞争力也具有重要作用。因此，在开展汽车产品研发的过程中，研发部门要充分利用先进的科学技术，结合相应的技术手段与方法，对车身及其车门性能进行优化，提升车辆的整体性能，从而确保人们行车稳定性与安全性。

参考文献

[1]王国春，段利斌，陈自凯，陈佶思.基于渐进空间拓扑优化技术的白车身传力路径规划方法[J].中国机械工程，2015，20：2827-2834.

[2]杜爱民，朱沛沛，朱忠攀.白车身及四门两盖静态刚度测试系统设计[J].汽车技术，2015，11：52-56.

[3]叶永亮，艾维全，羊军.业务流程再造在汽车车身设计开发中的应用[J].上海汽车，2008，10：5-8.

[4]朱茂桃，范俊，何志刚，周孔亢，李凤.微型轿车白车身模态试验与分析[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2010，04：659-662.

[5]陈军，向晓峰，艾红霞，刘德辉，欧家福.基于失效预防的乘用车车身验证试验规范开发策略研究[J].汽车零部件，2011，05：48-51.