表1 以往项目内板材料比较
项目 材料 AM50 DC05 AM80 DC05 0.7 AM38 ST16 0.7 MB1 DC04 MH1 DC05 V08 BUSD 0.7 AM72 DC05 0.7 厚度（mm） 0.8 0.8 0.6 冲压工艺性：如图29所示，为了满足附件的安装要求，在后背门下部一般只存在一个立面，冲压深度通常会比较大，而且和侧围配合的位置Y向尺寸并不大，还要考虑密封结构、内饰安装、包边等因素，不能够向侧围那样利用增大冲压角度和增加缓冲特征来减小成形难度。所以我们在后背门内板的设计时，在满足附件的安装需要时，必须要控制后背门的整体深度，建议不超过120mm。当然我们也可以通过调整冲压方向来减少冲压深度，但冲压方向的调整是受造型影响的，调整里不会特别理想。
在深度一定的情况下我们也可以适当的通过调整圆角的大小来改善冲压性能，但是一定要注意保证车门密封面的宽度。否则后影响密封效果。尤其在后背门上只有一道密封的情况。
5 4 3 1 2
图29 常见后背门和后组合灯配合的位置断面
1 后背门外板 2 后组合灯 3 后背门内板
4 侧围结构 5 内饰
密封性能：无论是对于开闭件的那个总成，密封性能都是要着重满足的部分。后背门结构相对于侧围要简单一些，没有玻璃升降器，拉手、限位器等运动件要求，这样设计首先要保证背门密封性。在结构设计时，根据主断面反映的设计思想选择密封条形式，确定背门密封面与车身流水槽边的距离，从而定义背门的密封面。密封面和流水槽立面（安装密封条）理论上严格要求为90°，同时两者之间的间隙在整个后背门一圈要均匀一致，这样在后期的加工过程中才能实现小的公差
偏离，达到原来预期的设计效果，实现密封性能的要求（见图30）。密封间隙的大小根据密封条的截面形式的不一样而不同，一般情况下密封间隙在12mm-14mm左右，后背门密封条的压缩量设计值为头端气泡球可变形高度的二分之一到三分之一之间都是合理的，但是考虑后背门上只设置有一道密封，所以密封量可以大一些。
内板密封面 流水槽边
图30 常见后背门密封断面
另外，如果一些车型在侧围没有设置缓压结构或者排气阀，则需要在后背门上设计缓压结构来调整车内压力变化。
进漏液通道：进漏液通道是液体进入和流出总成的通道，液体流入和流出通畅才能实现良好的电泳效果，对内部钣金实现保护，避免出现电泳不充分，或者局部没有电泳的情况。对于进液，后背门有足够的空间工艺孔作为液体的流入通道，主要我们要考虑电泳液流入到背门上部的通道和背门加强板与背门内板之间的间隙。另外，漏液的通道必须要有考虑，应该在后背门最低处都应设计有漏液孔，避免涂装线上电泳水和冷凝水的沉积。如图31所示。
图31后背门漏液孔
除上述描述的内容外，在背门的设计中为了考虑零件减重，一般会在后背门内板上设置较大的工艺减重孔，同时设置翻边承胶结构，和后背门外板利用隔振胶连接，已增加外板刚度和提高后背门模态。
因为后背门内板是内外饰后电器件的主要安装载体，设计时要考虑和内外饰的配合关系，给电器线束预留足够的安装卡扣孔。无论和内外饰配合还是和线束
配合的所有安装孔尽量在同一方向上。
2.4.3加强板设计
后背门的加强板包括后背门铰链加强板、气撑杆加强板、门锁加强板、限位块安装板等，因为后背门不涉及碰撞问题，即使在后碰时其起到的贡献也比较小，所以这些加强板的设计过程中，材料选择不需要太强，只要满足自身需要就可以了，一般为DC01或者DC03、SPHC等这类材料，铰链加强板为了保证后背门的下垂量有时会考虑选用B170P1或者B250P1的材料。料厚一般为1.0-1.2mm。各加强板的定位设计的时候要配合整体焊接情况进行考虑，尽量使每个加强板的定位方向都一致。这样后期的总成焊接时操作比较好实现。另外一个需要注意的问题就是上面提到的考虑液体流通通道，各加强板和内板之间除焊接位置外尽量留出5mm以上的间隙。
3 CAE分析
开闭件是汽车的关键总成，除了保证外形美观以外，开闭件的开、关应
可靠，为此，开闭件应有足够的刚度。刚度不足，会导致开闭件局部区域出现过大的变形，影响密封性和美观，从而影响了车的正常使用。模态频率不足，会出现低频振动，导致噪音和抖动的情况。所以背门总成设计完成后我们会对背门总成进行CAE分析，以了解总成的刚度、模态。并把分析结果反馈到我们的设计中给予我们设计修改的方向，这样就可以避免一些问题到试制阶段才曝露出来。而且到试制阶段曝露出来的问题，因模具等相关设备已经进入加工，修改完善会很困难，增加了项目成本。
对刚度的分析主要包括车门下垂、弯曲刚度和扭转刚度。这三项分析代表了背门抵抗变形的能力
车门下垂是开闭件设计中面临的比较大，影响比较严重的问题，影响其美观和使用。而后背门相对尺寸也比较大，不可避免的重量就大，车门下垂的情况就会更明显，分析时后背门为关闭状态，约束车身截面处的所有自由度，释放铰链绕轴的转动自由度，在门锁处约束X向平动自由度。在两边气动撑杆处各施加沿撑杆向外的作用力（作用力大小由气撑杆大小决定），并施加1g垂直向下加速度，如图28所示。
图 18 后背门下沉工况载荷及边界条件
所以，我们在外观品质定义的时候就要考虑把背门下部的分缝尺寸适当加大，一般会比两侧大1-2mm，轿车和SUV在6-7mm左右，微型客车考虑成本和制造工艺条件，在7-8mm左右。另外铰链加强板的强度要足够，同时顶盖后横梁在铰链位置的结构要适当加强。
弯曲刚度是约束铰链固定板全部自由度，释放铰链绕轴的转动自由度，在缓冲块位置约束X向平动自由度。在车门下部门锁位置施加X向作用力，作用力大小为-200N，即沿X负向的作用力。如图29所示。
图 29 后背门弯曲工况载荷及边界条件 图 20 后背门扭转工况载荷及边界条件
扭转工况是指约束铰链固定板全部自由度，释放铰链绕轴的转动自由度，在门锁处约束XYZ平动自由度。在左右两侧缓冲块位置施加120N·m绕Z轴的扭矩，如图30所示。
刚度就是指后背门抵抗X向作用力的能力，背门的截面型腔尺寸大小对刚度影响较大，所以我们在造型设计时一定要注意对截面尺寸的控制，尽量不要减小尺寸。上面我们提到玻璃采用完全包覆形式时截面尺寸受到限制，无法很大，这时就一定要注意截面尺寸，不要低于标杆车。
另外，尽量避免玻璃的下边缘线与背门外板拐角位置处于一条直线状态，或者在玻璃下边缘位置平齐位置设置后组合灯，如图31所示。因为这是背门在该位置的宽度下，截面尺寸下，强度弱，抵抗变形能力差，刚度很难改善。
图 30 后背门结构形式
模态分析的目的是了解和评价结构的固有频率及振动型式是否合理，能否满足实际使用要求，避免总成的模态值和一些部件的固有频率重叠而形成共振，在实际设计中，为在后背门中布置后背门外拉手或后牌照灯等附件，一般情况都存在较大的空间尺寸，如果不做适当的结构，很可能会形成外板局部模态低的情况。正常我们会在内外板间做连接支架，采用隔振胶连接，如果无法增加连接支架或支撑结构。可以考虑在外板上粘贴减震加强板，提高刚度和模态。
总成的刚度和模态很难用具体的数据进行具体描述，所以这里也无法给出具体的建议值。大家在设计过程中需要详细了解标杆车结构，对照标杆车进行结构设计，如果造型变化较大造成结构改变较多时，建议参考同类车型结构形式来控制项目的设计工作。
表3 后背门刚度和模态分析结果统计
项目 AM50 AM72 AM80 MH1 MB1 BO-89
下沉量 门锁垂向位移(mm) -1.601 -0.246 0.348 0.027 -2.345 -1.831 刚度 扭 转 刚 度 (N?m/°) 1142.86 570.09 450.3 1233.96 1560.47 1620.71 弯曲刚度(N/mm) 196.12 56.00 81 39.46 90.95 77.52 模态 第一阶频率（Hz） - 68.19 37.61 34.96 29.59 38.08
汽车后背门设计总结
