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摘要:本文介绍汽车顶盖结构及加强措施,结合某车型因踩踏开裂的问题分析及整改措施,为顶盖偏软问题提供借鉴和指导。
关键词:顶盖;加强措施;仿真
1引言
隨着人们生活水平的提高和汽车工业的不断发展,人们对汽车安全及结构强度的关注越来越明显,汽车顶盖的结构强度也越来越引起客户的关注,卡车司机在给车厢捆绑遮雨篷的时候会站立在驾驶室顶盖上工作,这对驾驶室顶盖强度要求较高,需承受至少一个人单脚站立的重量,本文用实例就顶盖结构加强措施进行分析探讨。
2问题描述
某车型驾驶室顶盖在进行踩踏试验时出现开裂的现象,现场查看顶盖被多次重复踩踏出现油漆脱落现象,零件有明显2处凹陷痕迹,背视图踩踏后有2条突印,如图1所示。
3原因分析
由开裂图发现裂痕中心附近处于R角根部,从工艺制造分析,该顶盖中段外板材质DC03(宝钢厂),零件拉延成型深度10.4mm,R角为R5,斜面角度135°,拉延成型工序不存在开裂缺陷。从产品结构分析,整个顶盖结构本身强度很低(距离720mm无加强板),如图2所示,加之顶盖被踩凹,顶盖受力点被破坏,且没有加强板支撑,如果在坑洼路面(恶劣工况下),震动使受力点最弱的位置产生开裂。
结论:顶盖钣金偏软,需进行结构加强。
4结构加强
4.1经探讨对顶盖中段钣金结构进行如下4种方案加强,如图3所示:
4.2在HyperMesh软件中参照实际受力情况建立白车身有限元模型,模型约束驾驶室悬置安装孔,单脚踩踏区域约280X100。踩踏总重量按1500N(75kg人,按动载系数2.0),分为单脚踩踏(加载1500N)及双脚踩踏(每处加载750N)。踩踏处未附加脚部的刚度,位移较实际要大,如图4所示:
4.3通过仿真模型模拟受力对4个加强方案与现生产情况的分析对比如表1所示:
分析结果汇总如表2所示:
顶盖钣金增加两根纵梁(方案D)后:踩踏位移降低70%以上,且降至10mm以下。钣金应力下降约80%,降至270MPa以下,钣金及新增纵梁均不会发生开裂。
5实车验证
经过实车试制并通过踩踏试验,方案D增加2根纵梁的顶盖钣金刚度明显加强,且通过踩踏试验,见图5。
6结语
本文通过实例分析顶盖开裂原因,并通过仿真分析对结构加强方案进行效果评估,最终确认整改方向,通过现场实施及试验验证,解决顶盖钣金强度不足的问题。
关键词:顶盖;加强措施;仿真
1引言
隨着人们生活水平的提高和汽车工业的不断发展,人们对汽车安全及结构强度的关注越来越明显,汽车顶盖的结构强度也越来越引起客户的关注,卡车司机在给车厢捆绑遮雨篷的时候会站立在驾驶室顶盖上工作,这对驾驶室顶盖强度要求较高,需承受至少一个人单脚站立的重量,本文用实例就顶盖结构加强措施进行分析探讨。
2问题描述
某车型驾驶室顶盖在进行踩踏试验时出现开裂的现象,现场查看顶盖被多次重复踩踏出现油漆脱落现象,零件有明显2处凹陷痕迹,背视图踩踏后有2条突印,如图1所示。
3原因分析
由开裂图发现裂痕中心附近处于R角根部,从工艺制造分析,该顶盖中段外板材质DC03(宝钢厂),零件拉延成型深度10.4mm,R角为R5,斜面角度135°,拉延成型工序不存在开裂缺陷。从产品结构分析,整个顶盖结构本身强度很低(距离720mm无加强板),如图2所示,加之顶盖被踩凹,顶盖受力点被破坏,且没有加强板支撑,如果在坑洼路面(恶劣工况下),震动使受力点最弱的位置产生开裂。
结论:顶盖钣金偏软,需进行结构加强。
4结构加强
4.1经探讨对顶盖中段钣金结构进行如下4种方案加强,如图3所示:
4.2在HyperMesh软件中参照实际受力情况建立白车身有限元模型,模型约束驾驶室悬置安装孔,单脚踩踏区域约280X100。踩踏总重量按1500N(75kg人,按动载系数2.0),分为单脚踩踏(加载1500N)及双脚踩踏(每处加载750N)。踩踏处未附加脚部的刚度,位移较实际要大,如图4所示:
4.3通过仿真模型模拟受力对4个加强方案与现生产情况的分析对比如表1所示:
分析结果汇总如表2所示:
顶盖钣金增加两根纵梁(方案D)后:踩踏位移降低70%以上,且降至10mm以下。钣金应力下降约80%,降至270MPa以下,钣金及新增纵梁均不会发生开裂。
5实车验证
经过实车试制并通过踩踏试验,方案D增加2根纵梁的顶盖钣金刚度明显加强,且通过踩踏试验,见图5。
6结语
本文通过实例分析顶盖开裂原因,并通过仿真分析对结构加强方案进行效果评估,最终确认整改方向,通过现场实施及试验验证,解决顶盖钣金强度不足的问题。