新時間：2011-5-30
摘要：論述了失效預防和可靠性之間的關係。**了乘用車車身驗證試驗規範開發策略。
闡述了基於失效預防的乘用車車身驗證試驗規範開發的過程，並對其主要內容要點進行了分析，列舉了部分驗證試驗例項。最後得出模組化組合是開發乘用車車身可靠性驗證試驗規範應遵循的基本策略的結論。關鍵詞:
失效預防；可靠性；車身；驗證試驗規範；車身試驗
0引言車身是汽車的重要組成部分。現代汽車尤其是乘用車的車身多採用承載式結構，其工作載荷複雜，可靠性顯得非常重要。在乘用車開發過程中，應採取相應的失效預防措施來提高車身的可靠性，而驗證可靠性則是重要一環。
基於失效預防的驗證試驗規範的制定是驗證車身可靠性的重要保證。本文就乘用車車身可靠性驗證試驗規範的開發進行了**。
1失效預防和汽車可靠性
失效預防就是在產品設計中採取一定的措施，盡可能降低該產品在服役過程中失效的概率。產品的可靠性是指在產品在服役過程中能在規定條件下和規定時間內完成規定功能的能力，其概率就是可靠度，反之為失效概率。設可靠度為r，失效概率為f，則r+f=1。
失效預防應用於乘用車車身工程中，關鍵目的在於提高車身的可靠度。失效預防是手段，可靠性是目的，在汽車開發過程中兩者關係如圖1所示。
2乘用車車身驗證試驗規範開發策略2.1乘用車車身可靠性驗證策略在乘用車開發過程中，可靠性驗證一般先進行零部件的驗證，再進行總成系統的驗證，最後進行整車驗證，如圖2所示……
2.2乘用車車身可靠性驗證試驗規範開發策略
乘用車車身可靠性驗證試驗規範的開發應採取模組化組合的策略，如圖4所示。
首先是驗證目的模組化。車身驗證目的主要是：零部件耐久性，零部件強度效能、車身及其附件耐腐蝕性、車身剛度效能、車身耐久性能和車身模態效能。
其次是試驗場地模組化。試驗應根據實際情況選擇室內台架試驗和道路試驗，道路試驗可選擇在試驗場道路或者實際道路上進行。零部件的耐久性、零部件強度效能、車身剛度效能以及模態效能的驗證應選擇台架試驗，車身及其附件耐腐蝕性以及車身耐久性的驗證既可選擇在臺架上進行，也可選擇在試驗場道路上進行。
試驗場地模組化的優點在於有利於控制制定規範時整體輸入的精度和便於試驗的執行。
3基於失效預防的乘用車車身驗證試驗規範的開發3.1乘用車車身的主要失效模式
乘用車車身失效模式主要有以下幾種：前圍板變形開裂，車門下沉，地板座椅安裝點變形開裂，車身附件的疲勞失效，車身及附件的腐蝕，車身產生共振而導致車身早期開裂變形失效和高雜訊等。前圍板變形開裂主要是由踏板作用引起的失效，車身懸架支撐點變形開裂、天窗變形開裂主要是車身承受彎曲和扭**荷產生的疲勞失效，車門下沉和車身附件的失效是疲勞失效或受意外負荷而產生的，產生共振和高雜訊的原因主要是車身固有頻率較低，車身腐蝕主要是由氣候、路況等因素引起的。
3.2乘用車車身驗證試驗規範的制定過程在驗證試驗規範的制定時，首先進行客戶實際使用條件的調查和資料收集，確定驗證目的，其次進行試驗場地的調查，確定當前試驗手段是否能夠實現驗證目的，如圖5所示。
3.3基於失效預防的乘用車車身驗證試驗規範的主要內容要點3.3.1前圍板及其上蓋板耐久性
前圍板安裝有制動器踏板和離合器踏板，承受由二者的迴圈引起的疲勞載荷。因此要對前圍板及其上蓋板進行耐久性試驗。試樣採用白車身，白車身應安裝離合器踏板——制動器踏板系統……
3.3.2地板座椅安裝點耐久性
由於座椅——成員系統會對地板安裝點產生疲勞載荷，應評估車身地板總成在座椅安裝點載入的時候的疲勞效能。試樣採用白車身，按照規定緊固力矩安裝座椅總成或座椅骨架。
3.3.3車門下沉和過載開啟效能
車門下沉的主要原因是承受意外載荷和開、閉迴圈。承受意外載荷時的驗證規範中應規定試驗載荷、載入方式、載入位置、車門開啟角度和評價指標等內容。試驗載荷一般規定門鎖處最大為1500n，當門鎖處永久變形量超過3mm時停止載入。
載入方式為逐級遞增載荷，遞增量一般為100n。載入方式一般為0→100n→0→200n→0→300n…→0→1500n→0，可在每遞增和解除安裝一次的規定時間後讀取變形量。評價指標一般取1000n時門鎖處的永久變形量，如果大於某乙個數值即認為失效。
車門開閉迴圈引起的下沉的驗證規範，一般規定車門在規定次數的開閉迴圈試驗後，下沉量應小於某個數值，確保車門能夠正常關閉。車門過載開啟可引起車門的變形過大，從而導致失效。車門在最大開啟位置承受一定大小的朝著開啟方向的過載載荷時其變形角度應小於某個規定值……
3.3.4車身附件的耐久性和耐腐蝕性
車輛在服役過程中門鉸鏈、門鎖、限位器、前後蓋鉸鏈承受著疲勞載荷，同時受使用環境等因素的影響會產生腐蝕現象。門鉸鏈和門鎖的驗證可參照
qc/t323-2007《汽車門鎖和車門保持件》標準的相關規定執行。車門限位器、前後蓋鉸鏈的耐久性一般自行規定，迴圈次數級別為104～105，可規定溫濕度環境條件和在試驗過程中噴鹽沙混合液。耐久性試驗最好在白車身上進行。
玻璃公升降器耐久性一般規定迴圈次數和試驗頻率。玻璃公升降器的耐久試驗最好在車門總成上進行。玻璃公升降器的驗證具體可參照qc/t 636-2000《汽車電動玻璃公升降器》標準中的相關規定。
3.3.5車身的耐腐蝕性
車身腐蝕失效模式主要有穿孔腐蝕、縫隙腐蝕、端部腐蝕、鑿擊腐蝕和疤痕腐蝕。腐蝕失效的起因一般為雨雪的侵襲、服役過程中的沙石撞擊和氣候等多種因素以及電化腐蝕造成。根據國內現有的汽車試驗室或試車場的條件，可進行試驗場道路試驗、室內腐蝕試驗、大氣暴露試驗和電化學試驗。
車身的強化腐蝕試驗方法具體可參照qc/t732-2005《乘用車強化腐蝕試驗方法》標準和國外有關標準中的規定。
3.3.6車身耐久性
車身耐久性可通過台架試驗和道路試驗來實現……
3.3.7四門兩蓋系統的耐久性
車門、發動機蓋和行李箱蓋及其鉸鏈、鎖、車門限位器系統的耐久性能，最好採用氣動試驗裝置在白車身上進行。試驗頻率可選擇6次/分鐘左右，試驗迴圈次數級別應為104～105。試驗過程中可向鉸鏈、車門限位器噴鹽沙混合液，可規定在常溫常濕環境下或低溫及高溫高濕環境下進行試驗，以檢驗四門兩蓋系統在不同環境下的可靠性……
3.3.8車身結構模態效能
車身結構模態試驗的目的是獲得車身結構的固有頻率和模態振型等模態引數，為改進振動系統設計提高結構固有頻率提供參考，從而防止車身在較低的工作頻率範圍內產生共振而導致的早期疲勞失效和大變形……
3.3.9車身靜態剛度效能
車身的靜態彎曲和扭轉剛度效能很大程度上決定了車身的結構強度，良好的結構強度可使車身具有良好的結構耐久性，不至於導致車身疲勞失效和承受超過額定載荷時的變形失效。
4乘用車車身驗證試驗部分例項
下列附圖為車身可靠性驗證試驗部分例項。圖6為某suv車型前圍板及其上蓋板耐久性試驗。該試驗載入裝置為壓縮空氣驅動，作動器上裝有力感測器以監測踏板力。
圖7為某車型地板座椅安裝點耐久性試驗，載入裝置為電液伺服試驗系統。圖8為某suv車型車門下沉試驗。採用砝碼載入法，該方法的好處在於載荷能夠保持穩定，減少試驗結果的不確定性。
圖9為某suv車型車門過開啟試驗。因載荷只有500n左右，所以採用人工載入的方式。圖10為某轎車車門限位器台架耐久性試驗。
該試驗規定了濕熱環境要求，在高低溫濕熱試驗箱中進行，試驗過程中在規定迴圈間隔噴灑鹽沙混合液並測量開閉力矩。圖11為某轎車白車身靜態扭轉剛度及耐久性試驗。白車身不帶懸架裝置，載入裝置為電液伺服試驗系統，雙作動器載入，靜態剛度位移測量儀器為位移感測器或百分表，耐久性試驗時將位移感測器撤除。
圖12為某轎車白車身靜態彎曲剛度試驗。採用
砝碼和沙袋載入的方式。圖13為某客車車門系統（含鉸鏈、鎖及限位器）耐久性試驗。試驗採用氣動方式進行，該試驗要求在規定迴圈間隔向鉸鏈、鎖及限位器處噴灑鹽沙混合液。
5結論基於失效預防的乘用車車身的可靠性驗證試驗規範開發的基本策略是模組化組合，即驗證目的模組化和試驗場地模組化的組合。在規範的制定時，首先應調查客戶使用情況和試驗場地，然後進行規範的編寫，並在對車身失效模式進行分析和試驗場地反饋的執行運作情況基礎上進行修改。通過大量的驗證試驗工作，證明模組化組合策略能有效應用於乘用車車身驗證試驗規範的開發。
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