汽车工艺与材料
Automobile Technology&Material2021No.1 2021年第1期
朱建秋沈颂阳
(上海霍富汽车锁具有限公司，上海200444)
摘要：随着近年来汽车创新发展不断兴起，汽车把手这一传统领域也推出了创新产品隐藏式车门把手。
针对目前市场出现旋转式隐藏门把手断裂或折断等失效问题，提出了对于隐藏式把手总成主要受力件的塑料材料选择方案和相关塑料材料物理性能分析。又对此方案下的总成试验件进行了机械性能测试并给出结果。
关键词：把手开启原理把手材料DV测试研究
中图分类号:U465.4+1文献标识码：B DOI:10.19710/Jki.1003-8817.20200262
The Material Application and DV Test on K-Style Flush Handle
Stressed Part
Zhu Jianqiu,Shen Songyang
汽车门把手(Shanghai Huf Automotive Lock Co.,Ltd,Shanghai200444)
Abstract:With the increasing innovative development of automobiles,the traditional field of auto handle also has innovative products-flush door handle.According to the defects of flush handle,like crack or breakage,this article proposes the selection plan of plastic materials of main stressed part of flush handle and physical property analysis of related plastics materials.In addition,mechanical testing is conducted to assembly test part of this plan and results are provided.
Key words:Operating principle of flush handle,Handle material application,DV test
1前言
对于目前中国汽车市场而言，最为时新外饰
件莫过于旋转式、隐藏式车门把手，具有外形新
颖、开门方式创新、汽车行驶过程中降低油耗等诸
多特性。但在4S店实际使用和走访中也听到该类
把手断裂、折断等诸多失效问题，以及因该类问题
导致钣金的塑性变形［11，进而引发客户对该类把手
投诉和抱怨。
以K型隐藏式外开门把手为载体，对相关主
要受力件材料选用及相关应用性能进行分析，并
通过DV试验对总成零件进行测试研究。
作者简介：朱建秋(1982—)，男，硕士学位，研究方向为汽车进入式系统。参考文献引用格式：2K型隐藏式把手机械部分设计原理K型隐藏式车门把手机械开启结构主要是包括3大零件：卷簧、锌合金配重机构、手柄本体。其手动开门顺序为，先按下外表面把手尾端，通过把手柄转轴，使得手握柄区域打开一定开启角度，手伸入该区域以达到打开车门功能。隐藏式门把手复位是通过锌合金配重机构内卷簧变形恢复，从而带动锌合金配重机构绕轴冋转，继而使把手复位。
3K型隐藏式把手主要受力件材料特性情况K型隐藏式把手受力件主要有3个，一是把手
朱建秋，沈颂阳.浅析K型隐藏式把手受力件材料应用及DV测试[J].汽车工艺与材料,2021(1):52-56.
ZHU J,SHEN S.The Material Application and DV Test on K-Style Flush Handle Stressed Part[J].Automobile Technology&Material,2021(1):52-56.
材料应用朱建秋等：浅析K型隐藏式把手受力件材料应用及DV测试-53-
基座，二是把手下壳体，三是拉线摇杆。在实际选择材料时，考虑到受力件、材料的可实用性等诸多条件，因而选用PBT-GF30（聚对苯二甲酸丁二醇酯+30%玻纤）、PA6-GF50（尼龙6+50%玻纤）和（PA66+PA6I/6T）-GF60（尼龙66+尼龙6I/6T+60%玻纤）作为材料首选项，进行材料测试。
3.1隐藏式把手基座材料应用
把手基座选用材料为PBT-GF30（聚对苯二甲酸丁二醇酯+30%玻纤）。经检验部门出具PBT D221GF30BLACK（聚对苯二甲酸丁二醇酯+30%玻纤+黑）样件报告，如表1所示。
该材料弯曲强度达到了186MPa，其耐热性佳，热变形温度可达208T以上，具有良好表面性能，成型性优良，热稳定性好，简支梁缺口冲击强度性能较好，适用于受力件冲击工况。
3.2隐藏式把手本体材料应用
隐藏式把手本体，选用材料为PA6-GF50（尼龙6+50%玻纤）。经检测认证，其结果如表2所示。
序
号
测试项目测试方法测试要求结果结论
1密度
Q/JL J124001—2016《聚对苯二屮酸丁二醇酯
（PBT）材料技术要求》第4.2节：密度/表2增强PBT材
料要求；GB/T1033.1—2008（塑料非泡沫塑料密度的
测定第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法》5.1
A法：浸渍法
(1.53±0.03)g/cm3 1.512g/cm3合格
2灰分含量
Q/JL J124001—2016《聚对苯二屮酸丁二醇酯
（PBT）材料技术要求》第4.7节：燃烧灰分/表2增强
PBT材料要求;GB/T9345.1—2008（塑料灰分的测定
第1部分：通用方法》5.3方法A：直接煅烧
30%±2%30.20%合格
3负荷变形温度
Q/JL J124001—2016《聚对苯二甲酸丁二醇酯
（PBT）材料技术要求》第4.6节：热变形温度/表2增强
PBT材料要求;GB/T1634.1—2004《塑料负荷变形温
度的测定第1部分：通用试验方法》;GB/T1634.2—
2004（塑料负荷变形温度的测定第2部分：塑料、硬
橡胶和长纤维增强复合材料》1范围：选用A法
三200兀208兀合格
4弯曲强度
Q/JLJ124001—2016《聚对苯二屮酸丁二醇酯（PBT）
材料技术要求》第4.4节：弯曲强度、拉伸强度/表2增
强PBT材料要求
>180MPa186MPa合格
5弯曲模量
Q/JLJ124001—2016《聚对苯二屮酸丁二醇酯（PBT）
材料技术要求》第4.4节：弯曲强度、拉伸强度/表2增
强PBT材料要求
三7500MPa8770MPa合格
6拉伸强度
Q/JL J124001—2016《聚对苯二甲酸丁二醇酯
（PBT）材料技术要求》第4.3节：屈服强度、拉伸强度/
表2增强PBT材料要求；GB/T1040.1—2006（塑料拉
伸性能的测定第1部分：总则》；GB/T1040.2—2006
《塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的
试验条件》
M115MPa124MPa合格Q/JL J124001—2016《聚对苯二屮酸丁二醇酯
7简支梁缺口冲击强度（PBT）材料技术要求》第4.5节：简支梁缺口冲击强度/
7简支梁缺口冲击强度表2增强PBT材料要求&GB/T1043.1—2008（塑料简
支梁冲击性能的测定第1部分：非仪器化冲击试验》
三7.0kJ/m c（完全」破坏）合格序号测试项目测试方法技术要求测试结果结论
1密度
Q/JL J124010—2016（聚酰胺（PA）材料技术要求》中4.2：密度；
GB/T1033.1—2008（塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分：浸
渍法、液体比重瓶法和滴定法》
(1.57±0.03)
g/cm3 1.541g/cm3合格
2热变形温度
Q/JLJ124010—2016（聚酰胺（PA）材料技术要求》中4.9：热变
形温度;GB/T1634.2—2019（塑料负荷变形温度的测定第2部
分：塑料和硬橡胶》
三205兀216兀合格
3弯曲强度Q/JL J124010—2016（聚酰胺（PA）材料技术要求》中4.5：弯曲
强度、弯曲模量;GB/T9341—2008（塑料弯曲性能的测定》三300MPa335MPa合格
4简支梁缺口冲
击强度
Q/JLJ124010—2016（聚酰胺（PA）材料技术要求》中46简支
梁缺口冲击强度；GB/T1043.1—2008（塑料简支梁冲击性能的
测定第1部分：非仪器化冲击试验》
三14kJ/m220.4kJ/m2合格
-
54-汽车工艺与材料第1期
对于该材料，其在高温下保持有较高弯曲强度，其结果为335MPa；简支梁缺口冲击强度性能良好，适用于受冲击力件场合。良好的抗化学性，注塑成型表面品质良好，容易加工且成本低。
3.3隐藏式把手拉线摇杆材料应用
隐藏式把手拉线摇杆，选用材料为(PA66+ PA6I/6T)-GF60(尼龙66+尼龙6I/6T+60%玻纤)，样件名为Grivory GV-6H black9915(玻璃纤维增强之热塑性塑胶，黑)，样件颜为Schwarz/Black(黑/黑)，样件提供商为EMS-Chemie(Deutsch-land)，性能如表3所示。
该材料具有较高抗拉伸能力，可以达到258MPa，其热变形温度较高，在普通的高温实验中尺寸稳定性高。
序号测试项目测试方法测试要求结果结论
1密度
Q/JL J124010—2016(聚酰胺(PA)材料技术要求》中4.2：密度；
GB/T1033.1(塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分：浸渍法、液
体比重瓶法和滴定法》
(1.69±0.03)g/cm3 1.72g/cm3合格
2低温简支
梁缺口冲
击强度
Q/JL J124010—2016(聚酰胺(PA)材料技术要求》中4.7：低温
简支梁缺口冲击强度/(-30±2)°C；GB/T1043.1—2008(塑料简支
梁冲击性能的测定第1部分：非仪器化冲击试验》
三13kJ/m213.9kJ/m2合格
3简支梁缺
口冲击强
度
Q/JL J124010—2016(聚酰胺(PA)材料技术要求》中4.6：简支
梁缺口冲击强度;GB/T1043.1—2008(塑料简支梁冲击性能的测
定第1部分：非仪器化冲击试验》
214kJ/m214.9kJ/m2合格
4平衡吸
水率
Q/JL J124010—2016(聚酰胺(PA)材料技术要求》中4.8：吸水
率;GB/T1034(塑料吸水性的测定》
£3.5%0.1%合格
5抗拉伸
强度
Q/JL J124010—2016(聚酰胺(PA)材料技术要求》中4.4：拉伸
强度；GB/T1040.2(塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑
塑料的试验方法》
2240MPa258MPa合格
6热变形
温度
Q/JL J124010—2016(聚酰胺(PA)材料技术要求》中4.9：热变
形温度；GB/T1634.2—2004(塑料负荷变形温度的测定第2部
分：塑料、硬橡胶和长纤维增强复合材料》
2175C178C合格
4DV试验研究情况
K型隐藏式把手数据设计通过评审后，需进行模具制造、零件装配和DV试验。
DV试验主要是软模阶段对隐藏式把手总成进行相关测试，本次主要介绍其中7项把手强度性能测试。包含300N各向施力强度试验、1000N外拉极限强度、开启角度解锁行程,55000次机械电子运动试验、喷淋破冰能力试验、落球撞击试验和总成零件防松试验等。这7项试验是检验隐藏式把手机械的性能关键。
4.1开启角度及解锁行程
隐藏式把手总成安装在门板工装上，通过接通电源将把手工作至预开启位置。使用角度表针规对把手外表面进行开启角度测量。图纸要求，把手预开启角度为(20±1)°，检验把手开启角度，主要是保证前后把手在整车装配后角度一致性，是外观设计要求。如图1所示。
摇臂解锁行程是指摇臂在把手预开启时摇臂中心至拉线固定点之间的距离与把手最大开启时摇臂中心至拉线固定点之间的距离的差值，需要满足(17.2±0.2)mm，保证在13mm处解锁后仍有3-4mm的打开余量，保证把手能够顺利打开车门。
图1开启角度
4.2300N各向施力强度试验
当隐藏式把手打开至预开启位置时，将施力点加在距离把手转轴120mm处，分别施加F1、F-3各300N的力，检验把手强度，如图2、图3所示。试验要求把手功能正常，把手无裂纹。
试验中分别准备3件总成件，分别使用电开启达到预开启位置，放入台架测试，结果满足要求
。
材料应用朱建秋等：浅析K型隐藏式把手受力件材料应用及DV测试•55•
图2把手试验施力点(1)
图3把手试验施力点(2)
4.31000N外拉极限强度
模拟实车装配把手总成，拉手运行至最大开启位置时，在外拉手上距离转轴120mm的位置施加作用力F到1000N时保持5s[2]。试验要求零件没有断裂，且能正常开闭把手，如图4所示。
图4把手最大开启强度试验施力点
该实验是模拟人或物在把手上施加近似100kg 力时的把手状态，要求把手不能有功能性失效。
4.455000次机械电子运动试验
模拟实车装配外把手总成，在拉索连接点沿着拉索拉伸方向施加45N的常量负载，操作力为(50±5)N，频率为1200~1500Hz，按照如下测试环境及先后顺序进行耐久测试：常温情况循环15000次；高温循环75
00次；常温循环10000次；低温循环7500次；常温循环15000次。
单次把手耐久循环过程定义如下：
a.接触开门传感器，执行器启动，把手弹出到预开启位置；
b.运行把手到最大位置，再施加45N拉线配重；
c.执行器反转；
d.把手自由回位到初始位置。
测试要求实验后拉手无损坏，基本功能仍能满足且不可有类似吱嘎噪音。
该实验项目模拟汽车在使用10年后，在各种环境条件下开关把手开关的总次数。
4.5喷淋破冰能力试验
模拟实车装配把手总成，把手处于关闭位置，环境温度为4C，以6L/min的速度，喷淋1.5min 后，作动把手2个循环，再喷淋1.5min，环境温度降到-15C并静置2.5h后进行破冰测试试验。该试验主要检测把手破冰力，在试验中电机依然能将把手运行至预开启位置，检测把手操作力，如图5所示。
图5把手总成喷淋效果
该试验主要模拟在北方地区，环境温度较低且下雨的情况下，车身结起一定的薄冰，厚度为1~ 3mm，把手需具备破冰且达到预开启位置的能力。
在实际检测中，还增加在-30C的情况下，每隔20min，在把手表面喷20mL水雾，总计3次。把手表面结冰厚度约为1cm，取出后通电执行把手预开启功能，结果达到预期。
4.6落球撞击试验
如图6中所示，在常温情况下，将外开把手手柄总成模拟实车状态固定后，用质量为3.5kg的钢球从距外手柄1.5m的高度自由落下，正面撞击在外开手柄上，在冲击1次后对外开手柄进行检查。要求总成不得有功能失效。
该试验主要是模拟异物撞击时把手的抗冲击
-56-汽车工艺与材料第1期
能力以及整体的力学性能。
4.7总成零件防松试验
外开手柄总成模拟实车状态固定后，在室温条件下对其进行振动测试，在上下及左右方向上各做2h。振动条件：扫频范围为20~50Hz；振幅为±2mm，加速度为35m/s2。要求总成各零件不得有影响功能失效或破坏。
该试验意在模拟把手在实车安装后，在颠簸行驶中对把手3个锁紧螺栓的锁紧扭矩的监控，以及对把手中相应的电子电器元件的抗震性能的检测。
4.8DV试验小结
上述7项试验中每1项都经过3件以上各方向把手总成测试，测试均合格。5结束语
经过DV试验中一系列机械结构试验，证实该材料结构方案可以消除把手折断和断裂问题。随着汽车设计水平与生产工艺的不断提升，汽车的门把手也在不断改进，隐藏式把手也将会逐渐成为汽车把手中的主流。
参考文献：
[1]杜保华，丁光学.车门把手耐碰撞能力的设计分析与应
用[J].汽车实用技术,2017(16):120-123.
[2]周红彦.隐藏式电动把手的异响分析与检测方案设
计[J].科技视界,2019(22):36-37.
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