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    汽車滑門下鉸鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計

    2018-08-29 07:21:14田亮賈良玉
    汽車實用技術(shù) 2018年15期
    關(guān)鍵詞:門洞鈑金鉸鏈

    田亮,賈良玉

    (安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司,安徽 合肥 230601)

    前言

    側(cè)滑門在MPV上應(yīng)用非常廣泛,一般小型MPV滑門承重鉸鏈多為下鉸鏈和中鉸鏈,承重鉸鏈的設(shè)計關(guān)系到側(cè)滑門與周邊附件運動間隙和側(cè)滑門下沉。特別是承載滑門重量的下鉸鏈,因空間布置原因,通常尺寸較長,如結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,則變形量較大,滑門自重狀態(tài)下存在下沉風(fēng)險,對滑門開閉不利。

    本文獻(xiàn)基于 CAS階段對滑門鉸鏈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和正向設(shè)計,并提出優(yōu)化方案。

    1 滑門下鉸鏈設(shè)計內(nèi)容

    滑門下鉸鏈設(shè)計內(nèi)容包括如下:

    (1)下鉸鏈周邊邊界條件制作與輸入,主要包括造型CAS、 門洞線制作、下鉸鏈布置方式選擇(分為內(nèi)置和外置,本文重點討論內(nèi)置結(jié)構(gòu))、全開鎖尺寸確認(rèn)、下鉸鏈旋轉(zhuǎn)頭選擇、下鉸鏈上下邊界斷面制作、下鉸鏈安裝面確認(rèn)、車門開度確認(rèn)、滑門下鉸鏈位置X向移動量α、Y向位置移動量β作為參考值。

    (2)下鉸鏈安裝位置鈑金斷面制作,確定下鉸鏈安裝空間,同時確認(rèn)下鉸鏈安裝面和安裝孔位。

    (3)下導(dǎo)軌位置斷面制作,確定下導(dǎo)軌Y向和Z向位置,為下鉸鏈位置和尺寸做參考。

    (4)下鉸鏈3D數(shù)據(jù)制作和運動校核。

    (5)下鉸鏈剛度的CAE分析檢查。

    2 滑門下鉸鏈斷面制作

    2.1 下鉸鏈關(guān)門狀態(tài)下邊界制作

    2.1.1 下導(dǎo)軌直線段位置斷面制作

    制作下導(dǎo)軌直線段位置斷面,確定下導(dǎo)軌與門洞線距離A;確定下鉸鏈Z向空間,為后續(xù)鉸鏈3D數(shù)據(jù)做參考;確定下鉸鏈斷面的Z向位置,用于后續(xù)制作斷面參考,如圖1所示。

    圖1 下導(dǎo)軌直線段位置斷面

    2.1.2 關(guān)閉位置的B柱門洞位置鈑金邊界

    制作下鉸鏈關(guān)閉位置的B柱門洞鈑金邊界,作為下鉸鏈在關(guān)門時的限制條件,如圖2所示。

    圖2 B柱位置鈑金邊界

    2.1.3 鈑金斷面制作

    根據(jù)輸入的CAS制作下鉸鏈安裝位置的鈑金斷面,斷面包含內(nèi)外板、下鉸鏈加強板,如圖3所示。

    圖3 下鉸鏈安裝位置的鈑金斷面

    2.1.4 下鉸鏈打開到最大位置的限制邊界

    制作C柱位置的門洞位置的側(cè)圍邊界,將該斷面以X向移動α、Y向移動β,該移動的新斷面作為下鉸鏈打開到最大位置的限制邊界,如圖4所示。

    圖4 下鉸鏈打開到最大位置的限制邊界

    2.2 下鉸鏈斷面草圖制作

    草圖中需要優(yōu)先制作下導(dǎo)軌直線段,下導(dǎo)軌拐彎位置(為方便關(guān)門平順性和關(guān)門便利性,一般下導(dǎo)軌拐彎位置和直線位置角度推薦150°~155°),根據(jù)2.1中提供的參數(shù)A、α、β參數(shù)和下鉸鏈開門及關(guān)門限制邊界,確定下鉸鏈承重輪大體位置,然后制作下鉸鏈斷面,一般為保證下鉸鏈剛度,下鉸鏈長度尺寸越小越好,如圖5所示。

    圖5 下鉸鏈斷面

    3 滑門下鉸鏈3D結(jié)構(gòu)制作

    3.1 下鉸鏈3D結(jié)構(gòu)制作

    根據(jù)上述制作的下鉸鏈斷面邊界,制作下鉸鏈曲面邊界,將曲面通過倒角、剪切,制作初步的翻邊和加強筋,制作出初步的3D結(jié)構(gòu),并對數(shù)據(jù)進(jìn)行加厚處理,得到初步的實體數(shù)據(jù),如圖6所示。

    圖6 下鉸鏈3D結(jié)構(gòu)

    3.2 下鉸鏈全開鎖約束

    根據(jù)上述制作的下鉸鏈空間尺寸,布置全開

    鎖,根據(jù)全開鎖尺寸及空間要求,調(diào)整下鉸鏈局部結(jié)構(gòu),如圖7所示。

    圖7 調(diào)整后的下鉸鏈局部結(jié)構(gòu)

    4 滑門運動分析和校核

    4.1 DUM運動分析檢查

    將上述制作的下鉸鏈、全開鎖和下導(dǎo)軌導(dǎo)入到CATIA運動分析環(huán)境下并制作DMU文件,在DUM運動結(jié)構(gòu)中檢查下鉸鏈與周邊邊界運動間隙,一般要求下鉸鏈與上側(cè)間隙≥5mm,與下側(cè)間隙≥8mm,其他運動間隙≥8mm,根據(jù)檢查結(jié)構(gòu),對下鉸鏈邊界進(jìn)行修正,如圖8所示。

    圖8 DUM分析檢查結(jié)果

    4.2 下鉸鏈剛度分析

    對上述修正后的下鉸鏈進(jìn)行CAE分析,模擬滑門打開狀態(tài)下的下鉸鏈裝配情況,將下鉸鏈固定點進(jìn)行剛性約束,對承重輪位置施加一個滑門總成重量,考察下鉸鏈最大變形量,要求變形量小于3mm,同時不能存在塑性變形,如圖9所示。

    圖9 下鉸鏈剛度分析結(jié)果

    當(dāng)下鉸鏈剛度不能滿足上述要求時,需要優(yōu)先考慮對下鉸鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正,譬如增加翻邊、加強筋優(yōu)化、鉸鏈材質(zhì)料厚優(yōu)化,如果仍然無法滿足要求,需要與車體、總布置進(jìn)行協(xié)商,對車門開度、下導(dǎo)軌與門洞線距離、下鉸鏈安裝點距離與B柱分縫距離等進(jìn)行修正。

    5 結(jié)論

    根據(jù)此下鉸鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計方法可得出以下結(jié)論:

    (1)滑門開度影響下鉸鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計,滑門開度越大,下鉸鏈長度變大,剛度變差。

    (2)滑門下鉸鏈 Y向開度越大,下鉸鏈長度變大,剛度變差。

    (3)下滑軌Y向位置盡量靠外,以減小下鉸鏈長度。

    (4)門洞線尺寸影響下鉸鏈空間布置,滿足要求前提下,滑門門洞線門檻位置兩R角處盡量做大以方便下鉸鏈布置。

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