轎車衣帽架框架優(yōu)化設(shè)計(jì)
時(shí)間:2022-12-30 11:20:21
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摘要:闡述常用衣帽架框架設(shè)計(jì)存在的問題,針對存在的問題點(diǎn),在優(yōu)化衣帽架框架設(shè)計(jì)時(shí),增加衣帽架兩側(cè)豎梁設(shè)計(jì),使衣帽架框架和后地板框架形成整體封閉結(jié)構(gòu)。從而不僅有效滿足尾碰過程能量的傳遞和分散,而且增加后輪包的局部動剛度和整個車身的扭轉(zhuǎn)剛度。
關(guān)鍵詞:轎車;衣帽架;框架結(jié)構(gòu);優(yōu)化設(shè)計(jì)
汽車的衣帽架結(jié)構(gòu)主要由后座椅靠背橫梁、后風(fēng)窗流水槽橫梁、衣帽架覆蓋件等組成,左右兩側(cè)與側(cè)圍總成連接。從功能上說,前側(cè)支撐后座椅靠背,上側(cè)安裝擱物板,并能承載一定的擱物重量,后側(cè)設(shè)計(jì)有后風(fēng)擋安裝面和流水槽,也需要承載一定載荷[1]。從性能上說,衣帽架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),對車身的尾碰性能、行李箱入侵、車身扭轉(zhuǎn)剛度都有較大的決定因素。
1常用衣帽架框架結(jié)構(gòu)
1.1常用設(shè)計(jì)方案目前常用衣帽架框架結(jié)構(gòu)主要是在前部設(shè)計(jì)有后座椅靠背橫梁,后部有后風(fēng)窗流水槽橫梁,該兩橫梁在與左右側(cè)圍總成連接。圖1為現(xiàn)有衣帽架結(jié)構(gòu)示意圖。圖中,衣帽架總成1與左右側(cè)圍總成2、3連接成整體結(jié)構(gòu),4為后地板框架總成(簡化為虛線所示)。衣帽架總成與上車體側(cè)圍總成2、3連接,并與下車體后地板框架總成4連接。1—衣帽架總成;2—左側(cè)圍總成;3—右側(cè)圍總成;4—后地板框架總成圖2為現(xiàn)有衣帽架結(jié)構(gòu)A-A視圖。衣帽架總成1由后座椅靠背橫梁5、后風(fēng)窗流水槽橫梁6、衣帽架7組成。5—后座椅靠背橫梁;6—后風(fēng)窗流水槽橫梁;7—衣帽架圖2A-A視圖Fig.2SectionA-A由圖1、圖2所示,現(xiàn)有衣帽架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),衣帽架總成1中的后座椅靠背橫梁5、后風(fēng)窗流水槽橫梁6只與左右側(cè)圍總成2、3連接,側(cè)圍總成上沒有設(shè)計(jì)豎粱,用來連接衣帽架總成1和后地板框架總成4。1.2常用方案的缺陷由于結(jié)構(gòu)原因,導(dǎo)致衣帽架總成1中的框架和后地板總成框架4沒有形成封閉的整體框架結(jié)構(gòu)。在尾碰撞時(shí),碰撞力通過后地板框架中縱梁直接傳到前部,增加傷害后排乘客人員傷害。在車輛行駛時(shí),突然的剎車,會導(dǎo)致行李箱的行李也會直接碰撞后排成員,造成人員人身傷害。在市場車型中,也會經(jīng)常反饋后輪包動剛度不足,導(dǎo)致車輛使用一段時(shí)間后,出現(xiàn)后輪包開裂現(xiàn)象。另外,不封閉的框架結(jié)構(gòu)大大影響車身的扭轉(zhuǎn)剛度。
2優(yōu)化衣帽架框架結(jié)構(gòu)
2.1優(yōu)化設(shè)計(jì)方案本優(yōu)化設(shè)計(jì)著手解決以下問題:在左右側(cè)圍兩側(cè),增加衣帽架兩側(cè)豎梁設(shè)計(jì),使衣帽架框架和后地板框架形成整體封閉結(jié)構(gòu),以增加車身性能,減少成員傷害。如圖3所示,在左右側(cè)圍總成2、3上,設(shè)計(jì)有衣帽左、右側(cè)豎梁11、12。2—左側(cè)圍總成;3—右側(cè)圍總成;5—后座椅靠背橫梁;6—后風(fēng)窗流水槽橫梁;8—后地板左縱梁;9—后地板右縱梁;10—后地板橫梁;11—衣帽架左豎梁;12—衣帽架右豎梁圖3衣帽架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)示意圖Fig.3Optimizationdesignchartofshelf如下圖4所示,在優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中,衣帽架上側(cè)Y方向(B-B視圖)仍然由后座椅靠背橫梁5、后風(fēng)窗流水槽橫梁6和衣帽架7組成,與原來結(jié)構(gòu)相同。5—后座椅靠背橫梁;6—后風(fēng)窗流水槽橫梁;7—衣帽架圖4B-B視圖Fig.4SectionB-B如圖5所示,在優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中,衣帽架前側(cè)Z方向(C-C視圖)結(jié)構(gòu)與原來相差較大。增加衣帽架左、右豎梁11、12后,衣帽架前橫梁5通過衣帽架左、右豎梁11、12與后地板左右縱梁8、9形成立體框架結(jié)構(gòu),下側(cè)的后地板橫梁10又將衣帽架左、右豎梁11、12從左到右有效連接成平面內(nèi)框架結(jié)構(gòu)。2—左側(cè)圍總成;3—右側(cè)圍總成;5—后座椅靠背橫梁;8—后地板左縱梁;9—后地板右縱梁;10—后地板橫梁;11—衣帽架左前豎梁;12—衣帽架右前豎梁圖5C-C視圖Fig.5SectionC-C2.2優(yōu)化效果該優(yōu)化衣帽架框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,在衣帽架框架橫梁與后地板框架之間增加左右衣帽架豎梁設(shè)計(jì),使衣帽架框架和后地板框架形成整體立體框架結(jié)構(gòu)。在尾碰方面,由于增加了衣帽架強(qiáng)度,使碰撞力有效分散到上車身上;在行李箱入侵方面,也是由于衣帽架前部強(qiáng)度增加,都能減少對后排乘員的傷害[2]。從整個車身剛度來看,由于衣帽架框架和左右側(cè)圍、后地板框架合理連接,形成整體立體框架結(jié)構(gòu),大大增強(qiáng)了后輪包的動剛度,也增加車身的扭轉(zhuǎn)剛度。
3結(jié)論
對于常用汽車衣帽架框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn),優(yōu)化框架結(jié)構(gòu)形式,在左右側(cè)后輪包上各增加左、右豎梁設(shè)計(jì),將衣帽架框架和后地板框架總成連接為整體封閉的空腔框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。達(dá)到增強(qiáng)車身結(jié)構(gòu)性能的目的,提高車身設(shè)計(jì)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]樂玉漢.轎車車身設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社1999.
[2]黃金陵.汽車車身設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社2007.
作者:鄧本波 單位:安徽江淮汽車股份公司