汽車后地板橫梁一連接件結(jié)構(gòu)改進

曾鳳

摘 要：本文對于某車型后地板橫梁一連接件成型困難、應(yīng)力集中問題進行了研究，提出了設(shè)計改進，并采用CAE輔助分析手段，對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。CAE分析為后地板橫梁一連接件結(jié)構(gòu)改進提供了有價值的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：后地板橫梁一連接件 成型性 強度

1 前言

后地板橫梁一連接件通過和后地板橫梁一形成腔體，提升了整車扭轉(zhuǎn)和側(cè)面碰撞性能。同時，后地板橫梁一連接件也是汽車前后地板連接區(qū)域的關(guān)鍵零件，經(jīng)常容易因為應(yīng)力集中出現(xiàn)開裂問題。本文針對某車型后地板橫梁一連接件成型困難、應(yīng)力集中問題進行了研究，提出新的改進方案，通過CAE分析驗證可行性。

2 后地板橫梁一連接件問題描述及分析

本文研究的車型為了加大第二排乘員艙空間，在同平臺其他車型的基礎(chǔ)上加大后地板橫梁一連接件X向尺寸，因此導(dǎo)致后地板橫梁一連接件出現(xiàn)成型困難、應(yīng)力集中的問題。

由圖1可知，后地板橫梁一連接件的側(cè)面翻邊長度為131mm，對比圖2所示平同臺其他車型的側(cè)面翻邊長度，翻邊加長了60mm，后地板橫梁一連接件的沖壓深度將加深。因后地板橫梁一連接件中間存在與前地板中通道搭接的臺階，導(dǎo)致臺階兩側(cè)區(qū)域存在嚴重疊料、兩側(cè)圓角存在嚴重開裂的風(fēng)險，如圖3所示。同時后地板橫梁一連接件為單層薄板（t=0.7mm），加長區(qū)域結(jié)構(gòu)弱，容易產(chǎn)生高應(yīng)力導(dǎo)致疲勞開裂（圖4）

3 后地板橫梁一連接件方案

后地板橫梁一連接件的成型問題優(yōu)化方向：1是優(yōu)化結(jié)構(gòu)特征，2是零件拆分。因空間限制導(dǎo)致結(jié)構(gòu)優(yōu)化型面有限，因此只能采取分件的方式。高應(yīng)力問題改進方向：1是增加加強板，2是增加零件料厚。綜合沖壓和強度兩方面的改進方向，提出以下3個方案。

（1）方案1：從側(cè)面翻邊開始分件，新零件料厚增加至t=1.0mm。

（2）方案2：從側(cè)面翻邊開始分件，新零件料厚不變，中間臺階區(qū)域增加加強板料厚t=1.0mm。

（3）方案3：從中間臺階處開始分件，新零件料厚增加至t=1.2mm。

4 后地板橫梁一連接件方案分析

通過對方案1、方案2和方案3的CAE分析值進行對比可知：3個方案均能有效改善手剎安裝支架合件的強度。

同時綜合沖壓、重量、成本等信息進行對比，結(jié)果如表1。

5 結(jié)論

本文通過對后地板橫梁一連接件進行CAE和沖壓模擬分析，確定其強度較弱、成型開裂的風(fēng)險。通過對比多種不同優(yōu)化方案得出，原始方案不滿足設(shè)計要求，方案1、2強度有改善，但仍存在風(fēng)險，且方案2零件數(shù)量多，增加了模具成本。綜合性能、質(zhì)量和成本考慮，建議采用方案3，性能最優(yōu)，重量最輕。

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