尾門加強板布置簡介

一般的尾門加強結構件有：尾門內板、鉸鏈加強板、窗框加強板、鎖加強板；在尾門結構較大的情況下，尾門需要配備限位器來控制尾門的晃動，因此需要增加限位器加強板：如果因為內板加強板結構不脂滿足尾門下部區域的剛度需求，還應增加外板加強板來提高尾門的整體剛度及抗凹性；在有后雨刮配置時應考慮增加后雨刮安裝支架；在尾門關閉人機工程所有 要求不能同時滿足的情況下，還應增加后門輔助拉手的加強板等。尾門加強板的數量具體要根據實際設計的需要確定，不同結構的尾門設計方案，其加強板的布置也不盡相同。通常尾門 加強板的布置結構如圖l所示。由于尾門通常為較對稱的結構，一般設計有2個鉸鏈來連接尾門和車身，所以尾門鉸鏈加強板分為左右2件，通常為對稱結構。尾門窗框加強板、限位器加強板、外板加強板也為對稱布置。

由于整個尾門系統的各個加強板的功能和特點部不盡相同，且在尾門加強板中，尾門鉸鏈加強板的作用尤為重要，因此本文就鉸鏈加強板的結構設計進行相關的討論分析。

尾門鉸鏈加強板的作用及結構分析

鉸鏈加強板的作用

尾門通過鉸鏈與車身進行連接，在車輛運動過程中，由于車身的扭轉和振動等因素，尾門鉸鏈受到前后上下左右各個方 向的力，使其發生扭轉、拉扯、振動等各種工況的作用，因此無論鉸鏈與車身側還是尾門車的連接都必須有足夠的強度，才能滿足各種工況下，尾門與車身之間連接的可靠性，以保護車內乘客及物品不受外部環境（雨水、噪音、灰塵等）的侵害。尾門鉸鏈加強板的設計正是為了達到滿足鉸鏈與尾門之間連接的可靠性的要求。

當氣彈簧的上安裝點安裝在尾門上時，也會將氣彈簧的安裝結構與鉸鏈加強板合二為一，所以有時這也為氣彈簧起到安 裝固定作用。

鉸鏈加強板結構分析

微客主要被用作交通運輸和貨物運輸，在運送較大或較長 的貨物時，由于車身尺寸有限，貨物阻擋了尾門的關閉，尾門 無法鎖住，而很多司機直接在尾門處于開啟或半開啟的狀態下進行行駛，加劇了尾門鉸鏈系統的受力情況，因而對尾門鉸鏈 及鉸鏈加強板的結構要求是很嚴格的。

同時，由于尾門整體尺寸較寬大(一般情況下寬度在1.3 m 以上．高度超過1.3m)，其高寬比接近l，對于尾門鉸鏈區域 的受力比較不利。由于尾門整體高度較大，其重量也較大，對尾門的晃動影響要較兩廂轎車的后背門更加嚴重。而尾門框因裝貨需求，須盡量做寬、做大，其開口形狀可近似看成一個長方形，而幾何原理告訴我們，長方形的穩定性是很差的。

當然，我們不能僅僅就尾門系統來研究尾門鉸鏈加強板的設計，因為尾門系統的受力也受到整個白車身的整體剛度 影響，特別是尾門框的開口剛度影響。要想改善尾門鉸鏈加強板的受力情況，尾門系統在行駛過程中與白車身的配合穩 定性一定要做好。由于涉及的區域較廣，本文不在此討論白車身的剛度問題。

某車型在初期造車路試驗證中出現焊點開裂情況的照片見圖2，其鉸鏈加強板結構設計方案如圖3所示。而且在多次試 制驗證中出現焊點開裂現象。經過CAE分析，在鉸鏈附近的靠近門包邊的焊點（圖2中右上的開裂焊點）存在應力集中。在對比多種設計更改預案后，僅通過調整焊點或加強板的厚度不能解決焊點開裂的問題。經多方面考慮，最終選定方案為將鉸鏈加強板由1塊板更改為2塊板（如圖4所示）。以改善其受力，消除焊點開裂現象。經過后期的路試驗證，焊點開裂現象沒有重復出現，問題得到解決。

鉸鏈位置截面分析

某車型鉸鏈位置典型截面如圖5所示，其鉸鏈設計為內旋 式。其鉸鏈加強板設計為局部2層板結構，基礎的薄板起到加 強尾門上角部的結構的作用，而在尾門鉸鏈安裝點區域增加一塊厚板可以加強鉸鏈安裝區域的強度，改善其受力情況。且其基礎薄板在鉸鏈安裝面上還設計有一個翻邊與內板焊接，這樣就使得在鉸鏈安裝螺栓周邊都存在焊點。而非像圖2所示的焊點分布，僅在安裝螺栓的兩側和下部存在焊點，靠近尾門包邊區域沒有焊點。從CAE分析的角度看，圖5的焊點分布更加有利于鉸鏈加強板的受力。因此，此截面也可以作為內旋式尾門鉸鏈加強板的一個最佳截面來參考。

由于尾門開啟旋轉的需求，要求尾門鉸鏈旋轉中心離尾門外板越近越好，但因為種種原因，圖5中所示的a值可能會變得很小（其腔體也可能無法存在）。不能滿足一個焊接邊的長度(Min12mm)要求。此時，如何才能滿足尾門加強板的強度需要呢？從受力的角度分析，在鉸鏈門側安裝螺栓的兩側，焊點盡量能夠做到對稱分布，這樣兩側的焊點受力相對均衡，出現局部焊點應力集中的幾率將會大大降低。此時，可以考慮將尾門鉸鏈加強板延長至包邊中，以滿足鉸鏈加強板的強度需求。具體能否實施還需要與包邊工程師進行溝通確認。

結構設計加強策略

與經過后期道路試驗等手段來發現結構設計上的不足相比，在設計初期就考慮在結構上盡量強化的方法更加可取。簡 單結構與復雜結構相比，復雜結構的受力更加好，單層板的受力沒有多層板的受力好，盒形結構比敞開式結構受力好……

列舉2個加強鉸鏈加強板結構的例子：圖6使用雙層板結構，基礎薄板能提供更多的焊點與尾門內板連接，而小的加強 板通過結構上的加強（大的加強筋、翻邊結構）實現加強。圖7使用單層板結構，由于其上部鉸鏈設計約束，無法在包邊區 域（即鉸鏈安裝螺栓上部）提供焊點，這就需要考慮其他的加強方案，可通過結構上的加強筋、翻邊結構實現加強。

總結

由于造型、結構、成本等多方面的因素，在滿足尾門鉸鏈布置的情況下，鉸鏈加強板的結構會受到一定的限制，這時就需要車輛工程師綜合考慮，將鉸鏈加強板的結構做到最優化。尾門雖然是一個相對比較獨立的系統，但白車身的整體強度對其在實際使用中的影響不可忽視。大微客尾門系統受力情況較復雜，在設計過程中，布置尾門鉸鏈時，盡量將門側的2個安裝點加大，以便能夠在2個安裝點之間布置焊點。同時，可通過在鉸鏈加強板的結構上增加加強筋、翻邊結構等方式提高鉸鏈加強板的強度。

在現有的驗證工具中，我們可以在設計前期，結合CAE分析實現對尾門框、尾門系統剛度和強度的綜合分析，及時發 現鉸鏈加強板結構設計過程中的薄弱點，并對其進行優化改善。由于CAE分析不能完全考慮到所有的使用工況，因此還 需要通過一些試驗臺架的輔助手段來驗證設計的可靠性。造車驗證也是每個汽車廠驗證設計的常用手段。在各種方法和手段的結合下，鉸鏈加強板結構的設計將更加可靠。