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摘要:近年来汽车行业飞速发展,客户对汽车的要求也同步提高。不再是简单粗犷的可代步要求,而是对整车动态&静态性能的进一步要求。其中隶属于动态性能的晃动&异响问题很多都和车身相关接口零件的刚度直接相关。车身件的刚度通常取决于材料、料厚以及结构,在严苛的成本限定下,优化结构提升刚度是最优选择。本文基于某款SUV车型后视镜安装点刚度不足问题,提出新的改进方案,通过CAE分析以及实车表现验证方案可行性。
关键词:后视镜安装点;刚度;CAE
1 后视镜安装点的布置以及相关问题
目前市面上90%的车型,后视镜布置在A柱前门三角区域(如图1.1);此布置为保证安装点刚度以及安装工艺要求,后视镜安装面不能过小,又因为受前门翼子板分缝的影响,可能会造成前门升降器导轨布置的相对比较靠后;此时若A柱障碍角所切平面切到导轨,很容易造成A柱障碍角过大的问题,更有甚者不能满足法规要求;众所周知视野盲点过大会有较大的安全隐患;为此小部分车型为追求较小的A柱障碍角会把后视镜安装面布置到门窗台线以下的位置(如图1.2),这样会加长后视镜镜片中心到安装面中心的距离,进而导致安装点刚度较差的问题;本司某款SUV车型为保证较优的A柱视野角,把后视镜安装点布置在了窗台下以下,设计之初就面临后视镜安装点刚度严重不足问题,针对此问题,我们提出了不同方案结合CAE分析结果选定了设计方案。目前该车型已成功上市,实车验证此方案可行。
2 后视镜安装支架方案
针对后视镜安装点布置在窗台线以下情况,后视镜安装支架设计了两种结构以及搭接形式:
方案一:后视镜安装支架(图2.1)布置在外板窗台加强板处,和外板加强板焊接成一个00级零件(图2.2),然后通过结构胶和车门外板搭接(2.3);
方案二:支架結构和搭接方式同方案一,仅改变后视镜安装支架的料厚;
方案三:改进支架的结构以及搭接方式。后视镜安装支架(2.4)和外板窗台加强板焊接成一个00级(图2.5),然后通过焊点以及螺母和内板搭接(图2.6);
方案四:后视镜安装支架结构和搭接方式同方案三,仅改变后视镜安装支架的料厚;
各方案中零件材料、料厚、重量信息如(表2.1)所示;
3 后视镜安装点刚度CAE分析
CAE分析分析方法(如图3.1):
约束:铰链与车身安装点SPC-123456,放开主副铰链连接轴线自由度;锁体鱼嘴中心SPC-123456。
加载:RBE2连接安装点及镜面中心,在中心处加载Z、X、Y向力300N(三种工况)。
4 种方案CAE分析结果(表3.1所示):
虽然方案四Y方向刚度分析结果也未完全满足目标,但是考虑到实际工况中后视镜对X向和Z向力更敏感,对Y向力敏感性稍弱,又对比场内某款量产车型的分析指标(该量产车型在实车动态性能测评中未反馈后视镜抖动异响问题,售后以及4S店未收到该类问题的客户投诉),鉴于此设计阶段暂时接受此风险;OTS车动态测评重点关注此问题,实车表现未有问题,目前该款车型已经量产客户未反馈有此问题。
5 结论
本文通过对后视镜安装支架以及搭接方式进行CAE分析,寻求到了一种合理的搭接方式&合适的支架结构(方案四),在保证造型以及A柱视野角以及重量成本的情况下,通过车身支架结构优化避免了后视镜抖动、异响问题。
参考文献:
[1]汽车车身先进设计方法与流程[M]机械工业出版社,成艾国,2011
[2]汽车车身设计[M]机械工业出版社,黄金陵,2007
作者简介——
付玉荣:女,河南驻马店人,硕士研究生,上汽通用五菱汽车有限公司工程师。研究方向:开闭件系统。
关键词:后视镜安装点;刚度;CAE
1 后视镜安装点的布置以及相关问题
目前市面上90%的车型,后视镜布置在A柱前门三角区域(如图1.1);此布置为保证安装点刚度以及安装工艺要求,后视镜安装面不能过小,又因为受前门翼子板分缝的影响,可能会造成前门升降器导轨布置的相对比较靠后;此时若A柱障碍角所切平面切到导轨,很容易造成A柱障碍角过大的问题,更有甚者不能满足法规要求;众所周知视野盲点过大会有较大的安全隐患;为此小部分车型为追求较小的A柱障碍角会把后视镜安装面布置到门窗台线以下的位置(如图1.2),这样会加长后视镜镜片中心到安装面中心的距离,进而导致安装点刚度较差的问题;本司某款SUV车型为保证较优的A柱视野角,把后视镜安装点布置在了窗台下以下,设计之初就面临后视镜安装点刚度严重不足问题,针对此问题,我们提出了不同方案结合CAE分析结果选定了设计方案。目前该车型已成功上市,实车验证此方案可行。
2 后视镜安装支架方案
针对后视镜安装点布置在窗台线以下情况,后视镜安装支架设计了两种结构以及搭接形式:
方案一:后视镜安装支架(图2.1)布置在外板窗台加强板处,和外板加强板焊接成一个00级零件(图2.2),然后通过结构胶和车门外板搭接(2.3);
方案二:支架結构和搭接方式同方案一,仅改变后视镜安装支架的料厚;
方案三:改进支架的结构以及搭接方式。后视镜安装支架(2.4)和外板窗台加强板焊接成一个00级(图2.5),然后通过焊点以及螺母和内板搭接(图2.6);
方案四:后视镜安装支架结构和搭接方式同方案三,仅改变后视镜安装支架的料厚;
各方案中零件材料、料厚、重量信息如(表2.1)所示;
3 后视镜安装点刚度CAE分析
CAE分析分析方法(如图3.1):
约束:铰链与车身安装点SPC-123456,放开主副铰链连接轴线自由度;锁体鱼嘴中心SPC-123456。
加载:RBE2连接安装点及镜面中心,在中心处加载Z、X、Y向力300N(三种工况)。
4 种方案CAE分析结果(表3.1所示):
虽然方案四Y方向刚度分析结果也未完全满足目标,但是考虑到实际工况中后视镜对X向和Z向力更敏感,对Y向力敏感性稍弱,又对比场内某款量产车型的分析指标(该量产车型在实车动态性能测评中未反馈后视镜抖动异响问题,售后以及4S店未收到该类问题的客户投诉),鉴于此设计阶段暂时接受此风险;OTS车动态测评重点关注此问题,实车表现未有问题,目前该款车型已经量产客户未反馈有此问题。
5 结论
本文通过对后视镜安装支架以及搭接方式进行CAE分析,寻求到了一种合理的搭接方式&合适的支架结构(方案四),在保证造型以及A柱视野角以及重量成本的情况下,通过车身支架结构优化避免了后视镜抖动、异响问题。
参考文献:
[1]汽车车身先进设计方法与流程[M]机械工业出版社,成艾国,2011
[2]汽车车身设计[M]机械工业出版社,黄金陵,2007
作者简介——
付玉荣:女,河南驻马店人,硕士研究生,上汽通用五菱汽车有限公司工程师。研究方向:开闭件系统。