侧门开闭系统耐惯性优化分析方法

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1、第32卷第6期长春师范学院学报(自然科学版)2013年12月dV01．32No．6JournalofChangchunNormalUniversity(NaturalScience)Dec-20l3侧门开闭系统耐惯性优化分析方法一=2●陈勇，李梅，王鹏，刘一哲n=一y=pp(泛亚汽车技术中心，上海201201)=．一[摘要]本文提取侧门开闭系统中影响耐惯性性能的因素，将上述因素建立参数化=的9数学模型，通过这些参数的优化，可在设计开发前期准确、快捷地设计具有满足耐惯性要求的开闭系统，减少后期的实车整改，从

2、而达到缩短开发周期和降低开发费用的目的。[关键词]侧门开闭系统；惯性；耐惯性性能；侧门锁[中图分类号]U46[文献标识码】A[文章编号]1008—178X(2013)06—0015—05本文以某车型为例，通过建立该车开闭系统数学模型，将系统的关键影响因素参数化，可在设计开发早期准确地设计、优化满足耐惯性性能要求的开闭系统。1模型建立原理将转轴和惯性力分别等效成两条空间异面直线，通过两空间异面直线的垂直距离d和夹角0的求解公式，建立惯性力到转轴的力臂、惯性力和转轴的夹角与直线矢量相关的参数化数学公式。：。t

3、：咖-1．(2)10I·IbIIm1'n1，PlI‘Im2，n2，P2l(m，n，P)：空间直线的方向矢量；空间直线的方向矢量：口=(m，n，P。)；空间直线2的方向矢量：b(m2，凡2，P2)；(，Y。，)(i=1，2，3⋯)：直线。和上的已知点。运用力矩公式，求解惯性力相对于转轴的力矩。T=m×n×d×sin0．(3)然后再通过杠杆原理，将该力矩传递最终受影响的零件，考察该零件是．否能保持稳定。T=m×口×d×sin0=Fl×Zl×sin01．(4)由于在整个传递过程中，力与转轴都可等效成两空间异面直

4、线，因此，图1耐惯性关键结构力F与转轴的距离和夹角都可用公式(1)和(2)建立与方向矢量相关的参数化数学公式。2模型建立提取开闭系统影响耐惯性性能的关键结构(图1)，由于侧门意外打开的最终反馈是门锁棘爪失去对卡板的阻挡作用，本文主要分析门锁棘爪能保持稳定的最大惯性加速度。首先建立外开把手对门锁棘爪的参数[收稿日期]2013—06—24[作者简介]陈勇(1982一)，男，重庆万州人，泛亚汽车技术中心工程师，从事侧门功能件设计与开发研究。·15·化数学模型，在把手旋转轴线。上分别取两点(图1)，则可得旋转轴线

5、L。的方向矢量和参数方程，如下：—，X,1Y—Yl—Z1ml2I1Y2一yl；Pl21．L1d“l■■。建立把手惯性力的参数方程，以把手质心为坐标原点，沿整车坐标系方向测量该力与z轴所成的夹角为(∈[0，360。])，该力在整车坐标系平面内的投影与轴所成的夹角为／3(／3∈[0，180。])，由三角函数公式可得直线L的方向矢量，同时建立其参数方程，如下：sin咖=sinaxsi一nfl；mpP2=m2c二=o2s●L2：===．由公式(1)和(2)可分别求得y把手惯性=力n相n对把手转轴的最小垂直距离d。

6、(把手惯性力到把手旋转轴的力臂)和夹角0。，如下：一pp=．z一pp二～一，．p．r．，●(5)一3mm=lI2●陀●一2。=c。s一—(6)I口I-_·{I=b了I=c。s一‘，，‘l-’‘1,Pl。__÷’‘，，2'儿2,P2。。y3=12将式(5)和(6)代入公式(3)，可得把手惯性力对把手旋转轴线的力矩。一ppzppllp，：mx口xdo×sin0o=m×n×sin-1牛)．(7)下面讨论把手惯性力对门锁棘爪的影响，将力传递通道简化为理想杆结构(图2)，不考虑传递过程中的摩擦、杆件变形等损失，根据

7、杠杆原理，有：=Fl×d1×sin01．(8)F1×d2×sin02=F2×d3Xsin03．(9)=F3×d4×sin04．(10)同时根据牛顿第二定律，有：FI=F；；F2=F；=F3=F；．(11)由公式(8)(9)(10)(11)，可得把手惯性力对门锁棘爪上的影响：一H-糍×(12)同理，可分别得到平衡块惯性力矩对门锁棘爪的等效力矩：d4xsin04=×．(13)图2简化力传递图其中，0：力F。和转轴。所成的夹角；6}2：F和转轴所成的夹角；0，：F2和转轴所成的夹角；04：F；和转轴L所成的夹角

8、。·16·=m8×口×d5×sinO5=ra口×0×sinfc牛1．(14)、Im3，n3,P3I’I／／／2’n2,P2I，其中，m：平衡块的质量；(z，Y4，)：把手平衡块旋转轴线上一点；(，Y，z)：把手平衡块的质心；(m；n，；p)把手平衡块旋转轴线的方向矢量；把手弹簧对门锁棘爪的等效力矩为：=箬×=箬×c1．(15)拉杆惯性力对门锁棘爪的等效力矩：：了1×MR×。×d6×sin06=了1×M：×R×0×6×=×MR×