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摘要

汽车门内饰板是汽车内饰重要的组成部分，其设计的好坏关系到车型开发能否成功。文章重点针对地图袋的设计、门饰板的安装、门饰板内扣手与门饰板的匹配关系以及扬口器罩盖的设计进行探讨，目的是为后续车型门内饰板的设计开发提供参考。在样件试制过程中，为验证设计的合理性，门内饰板需通过相应物理实验验证设计的鲁棒性。针对门饰板扶手的使用工况，利用常用的有限元分析软件HyperMesh和ABAQUS对门内饰板扶手进行强度分析，分析计算其在220N的垂直载荷作用下的应力值。结果表明，此门内饰板的应力小于材料的屈服强度，符合公司规范要求。

关键词：门内饰板；地图袋；有限元分析；强度

作者：刘云芳1，俞大象1，王章生1，黄勤2

1.江铃汽车股份有限公司产品研发总院，江西南昌

2.南昌工学院，江西南昌

近年来随着我国汽车工业技术的高速发展，人们对汽车内饰的要求越来越高。汽车门内饰板是汽车内饰系统的重要组成部分，主要功能是包裹金属门板，提供优美外观，同时也需要满足人机工程、舒适性、功能性等要求，其设计的好坏直接影响汽车内饰的品质[1]。本文主要介绍汽车门内饰板的设计要点，包括地图袋的设计、安装方式、门内饰板与内扣手的搭接关系、扬声器罩盖的设计等，最后利用常用的有限元分析软件对门内饰板扶手强度进行分析。

门内饰板概述

门内饰板由本体、扬声器盖板、地图袋、扶手板总成、嵌饰板总成等组成，如图1所示。本体作为其他装饰件和功能件的载体，可分为上、中、下本体或一体式本体两种，采用注塑成型工艺。其上方的扬声器盖板是扬声器孔载体，设计的好坏会影响扬声器的声音品质，可与本体一体成型，也可单独拆件卡接在本体上[2]。

门内饰板上的嵌饰板是人手侧向接触件，主要起装饰和给手臂提供舒适的休息空间的作用，一般采用织物包覆或皮革包覆，可采用阳模真空吸附或阴模真空吸附进行包覆。地图袋是门饰板主要的储物空间，可方便存放水杯或小物件，地图袋一般焊接在门饰板本体上[3]。

装饰条起装饰作用，材料一般为聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物（Polycar-bonate/AcrylonitrileButadieneStyreneplastic，PC/ABS），可定义为电镀件或喷漆，一般可通过焊接工艺固定在门内饰板本体上。

门内饰板的设计要求

地图袋的设计

地图袋是门内饰板的主要储物空间，需满足标准瓶放取顺畅，标准瓶高220mm，最大直径65mm。地图袋一般背装在门饰板本体上，如图2（a）所示，主要采用热铆焊接工艺，热熔柱直径一般为6.5mm，长度应高出门饰板本体10mm，为控制好地图袋与门饰板本体的间隙，相邻两热熔柱的间距控制在100~150mm以内[4-7]。为保证地图袋定位准确，取上、下2个热熔柱做定位柱，如图2（b）所示，定位间隙单边一般为0.1mm，其它焊接柱与孔的配合间隙可放开至0.5mm。地图袋与门饰板本体配合间隙为0.3mm，且其上端开口处内侧需布置多条横筋以增加其刚度。

前门饰板的安装

前门内饰板通常采用鸟嘴型的塑料卡扣安装在前门钣金上，如图3（a）所示，与塑料卡扣匹配的钣金孔为圆孔，直径为Φ7.4mm，为避免钣金冲孔毛刺影响门板的安装，钣金的冲孔方向应与前门内饰板的安装方向相同，如图3（b）所示，即冲孔方向从A面到B面。由于开启车门时前门后边界与钣金间隙较敏感，此处卡扣间距要求不大于180mm，且最上层的卡扣到门饰板上边界的距离最好在75~85mm之间，以上数值需经开关门试验确定[8]。其它间隙不敏感处，卡扣的布置间距不大于250mm，门饰板底部拐角处最好能布置卡扣以保证与门钣金的间隙。

门内饰板与内开启扣手匹配关系

门内饰板内开启扣手通过螺钉和自身卡子固定在门内饰板本体上，如图4所示，开启手柄的开启角度一般在45°以内[9-13]，设计时一般预留5°左右的过行程角；开启的前后（开启法向）间隙一般在1.5~2mm，开启的上下（开启切向）间隙一般为1~1.5mm，为便于操作内开启扣手，开启扣手到其安装支架的间隙至少25mm。

扬声器罩盖设计要求

常见的扬声器罩盖可单独注塑成型，也可与门饰板一体注塑成型，前者可看到一条分缝。扬声器罩盖设计需满足以下要求：

1）为保证有良好的听觉效果，扬声器罩盖上需设计笼音圈，且其与扬声器的间隙不大于35mm。为保证罩盖有良好的外观，笼音圈的高度不应超过30mm。

2）扬声器罩盖上实切口部分应在扬声器正上方，且需确保有100%的重叠率，以确保扬声器声音的透过性[14]，如图5所示。

3）扬声器罩盖上的加强筋最大高度5mm，罩盖上的实切口部分的开孔率不小于40%，孔距一般为2~3mm，孔直径为2mm。

门饰板扶手设计要求

为提高人机舒适性，门饰板扶手多为软质包覆件，可采用阳模吸附工艺进行包覆。为保证包覆工艺的可行性，扶手包覆时表皮反包至少10mm以上，在该区域内无其他结构；包覆圆角至少1.5mm以上。扶手布置高度应满足与座椅参考点（SeatingReferencePoint，SRP）的高度差为180~220mm，扶手前端布置位置满足最小布置条件，即座椅移至最前方时，扶手前端位置在SRP点的正上方，扶手后端布置满足最小布置条件，即扶手后端位置在SRP向后70mm位置处，门板扶手高度还需与副仪表板armrest保持一致。同时扶手前后最大倾角一般相对X轴为±3°，如图6（a）所示；扶手上表面的左右倾角在0~5°之间，扶手上表面的宽度至少60mm，如图6（b）所示。

门饰板满足的实验要求

为保证门内饰板设计的稳健性，门饰板的各项性能必须满足设计要求，特别是气味试验、阻燃性试验、挥发性有机化合物（VolatileOrganicCompounds，VOC）试验及禁用物质等几项强制性检验，需满足以下实验要求：

1）气味试验：气味评分等级≤3.0级；

2）阻燃性试验：门内饰板燃烧性能试验需满足《汽车内饰材料的燃烧特性》（GB8410-2006）阻燃性要求：燃烧速率≤100mm/min；

3）VOC要求：要求门内饰板的VOC能通过2000L袋子法试验，其中甲醛含量≤50mg/kg；

4）禁用物质要求：满足《汽车禁用物质要求》（GB30512-2014）；耐热老化性能：将门内饰板放置在90℃环境下7天，试验后表面与试验前状态相比，不允许出现任何变化，如装饰材料部分脱层、起翘、凸起、变色等；

5）耐低温冲击性能：试验后样件不允许产生裂纹或破裂现象。

门内饰板扶手强度分析

门内饰板扶手是提供手臂休息的区域，要求其水平支撑面应能承受220N的垂直载荷，因此其强度应满足设计要求。首先将门内饰板的三维模型导入到HyperMesh有限元分析软件中进行3D网格划分，单元类型选择六面体，单元尺寸为2mm，约束门内饰板与门钣金固定点的6个自由度。此门内饰板材料采用聚丙烯+三元乙丙橡胶（增韧材料）-20%滑石粉材料，其屈服强度为22MPa，弹性模量为1100MPa，泊松比为0.3。在门内饰板扶手上施加220N的垂直载荷，通过ABAQUS有限元分析软件进行求解，计算门内饰板在此工况下的强度。从图7可知，门内饰板扶手的强度为16.2MPa，小于材料的屈服强度，说明此扶手的强度满足设计要求，设计合理。

结论

1）本文介绍了门内饰板地图袋的设计、门饰板的安装、扬声器罩盖、扶手的设计要点，以及为验证设计的合理性需进行的物理实验，可为后续车型开发提供相应的参考。

2）门内饰板扶手是乘客手臂放置区域，其强度需满足设计要求。本文最后利用常用的有限元分析软件HyperMesh和ABAQUS对门饰板的扶手进行强度分析。分析结果表明，门内饰板扶手在垂直载荷220N作用下其强度为16.2MPa，小于材料的屈服强度，符合设计标准的要求。

【参考文献】

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[13]李会英，李伟，罗柳萍.某量产车型仪表板与前门饰板对齐度不合问题研究[J].时代汽车，2022（11）：137-139.

[14]王旭初，李新，邹刚.门饰板内扣手与内把手舒适性研究[J].汽车实用技术，2018（21）：165-168，171.

文章来源：设计研究 第12期

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