淺談汽車前翼子板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、淺 談 汽 車 前 翼 子 板 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 吳文娟 （廣州汽車集團(tuán)汽車工程研究院， 廣東廣州 510640） 摘要： 汽車設(shè)計(jì)是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程， 而其中外覆蓋件的設(shè)計(jì)尤為重要， 通過一些常見汽車翼子板的材料選擇、 造型考慮因素、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求、 安裝剛度、 抗凹性等方面的闡述， 總結(jié)了設(shè)計(jì)翼子板的常用設(shè)計(jì)方法。 關(guān)鍵詞： 前翼子板； 造型； 布置； 工藝 中圖分類號(hào)： U463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1009－9492 (2011) 08－0196－03 1 引言 前翼子板作為汽車大型外覆蓋件， 對(duì)汽車造型、 零件 結(jié)構(gòu)

2、設(shè)計(jì)以及工藝要求都很高， 在前期設(shè)計(jì)階段， 在造型 輸入后， 結(jié)構(gòu)工程師通過斷面設(shè)計(jì)以及 3D 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 綜 合各方面因素將造型問題反饋給造型師， 由造型師進(jìn)行造 型調(diào)整， 最后凍結(jié)。 設(shè)計(jì)前翼子板時(shí)需要考慮的因素比較 多， 一方面從整車布置角度出發(fā)， 主要考慮與前輪胎包絡(luò) 的安全間隙、 行人保護(hù)要求等； 另一方面從自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 出發(fā)， 主要考慮前翼子板在各區(qū)域的安裝點(diǎn)如何布置， 保 證與前門的最小運(yùn)動(dòng)間隙、 與門檻外飾板的定位安裝及配 合、 與前擋泥板的定位安裝及配合、 與輪眉外飾板的定位 安裝及配合、 與前保險(xiǎn)杠的定位安裝及配合、 與前大燈的 定位安裝及配合、 NVH 泡棉的安裝、

3、 雨刮蓋板的安裝、 轉(zhuǎn) 向燈的安裝等等。 前翼子板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是在考慮以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素 的同時(shí)進(jìn)行工藝優(yōu)化及保證零件的剛度強(qiáng)度 ， 除 此 以 外 ， 有些中高端汽車涉及到翼子板設(shè)計(jì)的還有機(jī)艙密封條的安 裝、 機(jī)艙飾板的安裝等等。 前翼子板作為汽車大型外覆蓋件， 保證它與周邊零部 高 。 輕量化是目前 汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的趨勢 ， 在 達(dá) 到 性 能 的 前 提 下 ， 翼子板的材料厚度一般選用 0.7mm 。 抗 腐 蝕 性 是指零件不易生銹 的 能 力 ， 目前汽車鈑金一般都是通過 鍍鋅處理來達(dá)到這 一 點(diǎn) 。 高 強(qiáng) 度 要 求 ， 作為大型的外覆 蓋

4、件 ， 要 求 具 備 良 好 的 抗 凹 性 ， 因此需要選用高強(qiáng)度鋼 板 。 例如通常選用寶鋼牌號(hào) HC220BD+ZF 作為翼子板設(shè)計(jì) 材料 (HC-高強(qiáng)度， B-烘烤硬化， D-熱鍍鋅， ZF-鋅鐵合 金)， 烘烤硬化是指鋼板成形后經(jīng)涂漆烘烤處理后其強(qiáng)度會(huì) 進(jìn)一步提高 ［1］。 3 影響前翼子板設(shè)計(jì)的造型因素 （1） 前翼子板與前門的分縫線及間隙值。 主要影響前 門與翼子板的最小運(yùn)動(dòng)間隙值， 如不符合， 可能導(dǎo)致前門 與翼子板干涉。 （2） 與前保險(xiǎn)杠的分縫線及間隙值。 主要影響翼子板 與前保險(xiǎn)杠的安裝配合結(jié)構(gòu)以及翼子板的安裝點(diǎn)布置等。 （3） 與前大燈

5、的分縫線及間隙值。 主要影響前大燈與 翼子板的配合及翼子板的沖壓工藝。 （4） 與發(fā)動(dòng)機(jī)蓋的分縫線及間隙值。 主要影響翼子板 安裝點(diǎn)的布置以及行人保護(hù)區(qū)域。 （5） 與 A 柱的分縫線及間隙值。 主要影響翼子板和側(cè) 圍外板的沖壓工藝。 （6） 與門檻飾板的分縫及間隙值。 主要影響翼子板的 安裝點(diǎn)布置以及門檻飾板在翼子板上的固定形式。 （7） 前翼子板的造型圓角及造型翻邊。 主要影響翼子 板的沖壓工藝、 DTS 定義和翼子板與周邊零件的安全間隙 及配合關(guān)系。 件的外觀間隙、 面差一直是汽車制造的難點(diǎn)所在， 板的設(shè)計(jì)過程中必須要充分考慮到這一點(diǎn)。 2 前翼子板的材料選擇 在翼

6、子 前翼子板作為汽車大型外覆蓋件 ， 對(duì) 它 的 材 料 要 求 有： （1） 良好的沖壓性能； （2） 輕量化； 具有優(yōu) （3） 良的抗腐蝕性； （4） 高強(qiáng)度。 由于前 翼 子 板 一 般 都 是 材 料 薄 、 形 狀 復(fù) 雜 、 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 大 、 表 面 質(zhì) 量 要 求 高 ， 因 此 對(duì) 材 料 的 成 形 性 要 求 較 機(jī)電工程技術(shù) 2011 年第 40 卷第 08 期 流 4 前翼子板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 前翼子板與前門的運(yùn)動(dòng)校核 如圖 1 所示是前門和翼子板的運(yùn)動(dòng)最小間隙值， 不同

7、的公司設(shè)定的目標(biāo)也有差異， 一般是 2.5mm 左右， 如果此 間隙值過小， 在制造過程中就會(huì)出現(xiàn)前門與翼子板干涉的 現(xiàn)象。 決定此值的關(guān)鍵因素有前門分縫線的形狀、 前門鉸 鏈布置點(diǎn)、 翼子板翻邊及圓角的設(shè)定、 前門與翼子板之間 的 DTS 定義等， 需要全方面考慮 ［2］。 （3） 前翼子板與周邊零部件的安裝設(shè)計(jì) 一般在翼子板前安裝點(diǎn)處設(shè)計(jì)前保險(xiǎn)杠 的 安 裝 定 位 孔， 需要注意各自的拔模方向不能沖突 （如圖 3）； 前翼子 板與前大燈的安裝配合需要注意定位孔的設(shè)定 ， 比較常見 的在翼子板設(shè)定 X 向的 U 型定位導(dǎo)向槽； 前輪眉與擋泥板 在翼子板上的安裝基本上形式都大

8、同小異， 擋泥板的安裝 需要注意固定卡扣外露影響美觀的問題， 一般采用把在翼 子板安裝點(diǎn)的翻邊往內(nèi)翻或者采用 （ 圖 4） 的形式， 在翼 子板上的固定擋泥板的卡扣用輪眉飾板遮擋。 前翼子板靠 近側(cè)圍 A 柱上端配合處， 一般會(huì)有較大的縫隙， 可以在雨 刮蓋板上設(shè)置卡鉤鉤住翼子板翻邊， 從而遮擋該縫隙， 或 者將雨刮蓋板兩側(cè)橡膠部分與翼子板粘接固定。 另外， 由 于側(cè)圍與翼子板之間的大縫隙既影響美觀， 也是風(fēng)噪產(chǎn)生 的主要區(qū)域， 一般采用泡棉或者塑料橡膠件進(jìn)行封堵， 較 多的是使用卡扣固定在翼子板翻邊上。 圖 1 前門和翼子板的運(yùn)動(dòng)間隙 （2） 前翼子板自身的安裝點(diǎn)設(shè)計(jì)簡介

9、如圖 2 所示， 翼子板一般通過 7～9 個(gè)安裝點(diǎn)與車身連 接， 為了裝配方便及便于調(diào)整， 安裝點(diǎn)一般盡量平行于坐 標(biāo)平面， 分布在靠近 A 柱上端的側(cè)圍外板上、 A 柱中間部 分的側(cè)圍外板、 前門檻下端、 翼子板前端、 機(jī)艙縱梁上等 幾個(gè)位置。 基本上安裝面的設(shè)計(jì)都是通過翼子板本體翻邊 下去或者通過增加 支架連接進(jìn)行固定 ， 根據(jù)實(shí)際情況選 擇安裝方向。 其中有幾點(diǎn) 需 要 注 意 ： （1） 保 證 安 裝 點(diǎn) 的 安 裝 工 具 空 間 ， 特別是靠近前門運(yùn)動(dòng)區(qū)域 的 安 裝 點(diǎn) ； （2） 翼子板在機(jī)艙縱梁 處一般通過支架連接 ， 由 于 現(xiàn) 在 要考慮行人保

10、護(hù)要求 ， 目前一般都做成可壓潰結(jié)構(gòu)的支 架 。 特 別 注 意 的 是 ， 在發(fā)動(dòng)機(jī)罩鉸鏈附近的安裝點(diǎn)布置 比 較 困 難 ， 理 想 的 安裝方式是在前風(fēng)擋下橫梁處設(shè)置安 裝 點(diǎn) ， 如 果 由 于 造 型或者結(jié)構(gòu)的限制布置不了 ， 可 通 過 在發(fā)動(dòng)機(jī)罩鉸鏈上設(shè)置此安裝點(diǎn)。 圖 3 翼子板與前保險(xiǎn)杠的安裝 圖 4 翼子板與擋泥板的安裝 5 前翼子板安裝點(diǎn)剛度和抗凹性 前翼子板各安裝點(diǎn)的剛度和前翼子板的抗凹性如果不 滿足要求， 會(huì)導(dǎo)致翼子板變形、 外觀不良及行駛中產(chǎn)生噪 音等問題， 嚴(yán)重影響車身品質(zhì)。 前翼子板安裝點(diǎn)的剛度仿真分析方法簡介： 建立模型， 約束自由

11、度， 以翼子板安裝面法向?yàn)?Z 向， 按照右手定則 建立局部坐標(biāo)系 ， 分別施加沿 X、 Y、 Z 方向 的 三 個(gè) 力 F， 圖 2 翼子板與車身的安裝 197 機(jī)電工程技術(shù) 2011 年第 40 卷第 08 期 經(jīng)驗(yàn)交 機(jī)電工程技術(shù) 2011 年第 40 卷第 08 期 經(jīng)驗(yàn)交流 根據(jù)安裝點(diǎn)的位移進(jìn)行剛度計(jì)算： K=F/δ （K： 剛度， N/mm； F： 在安裝點(diǎn)施加的力， N； δ： 沿力方向的位移， mm）。 施加一恒定的載荷 ， 對(duì)測量點(diǎn)進(jìn)行擠壓 ， 然 后 卸 載 載 荷 ， 讀取各測量點(diǎn)的最大位

12、移值和殘余變形值， 根據(jù)目標(biāo)值進(jìn) 行判定是否滿足要求。 測量點(diǎn)位置在輪罩最高點(diǎn)垂直上方 100mm 水 平 布 置 4 個(gè) 點(diǎn) （ 如 圖 5 的 點(diǎn) 3～6） ， 再 在 這 四 點(diǎn) 的垂直上方水平布置 2 個(gè)點(diǎn) （如圖 5 中的 1～2）。 6 總結(jié) 翼子板設(shè)計(jì)需要從合適的選材開始 ， 配 合 造 型 因 素 ， 合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以保證其剛度和安裝要求， 其它有關(guān)汽車 外覆蓋件大體設(shè)計(jì)方法也如此。 參考文獻(xiàn)： ［ 1］ 薛 啟 翔. 冷沖壓實(shí)用技術(shù) ［ M］ . 北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2006. ［2］ 高云凱. 汽車車身結(jié)構(gòu)分析 ［M

13、］ . 北京： 北京理工大學(xué)出版 社， 2006. 圖 5 翼子板抗凹性分析點(diǎn) 前翼子板抗凹性一種實(shí)驗(yàn)方法簡介： 建立臺(tái)架， 在前 翼子板表面選取若 干點(diǎn)作為測量點(diǎn) ， 一般選擇較軟的區(qū) 域， 沿一圓柱形壓塊 （ 直徑約 80mm） 接觸面的 法 線 方 向 作者簡介： 吳文娟， 女， 1985 年生， 安徽人， 碩士研究生。 研究 (編輯：王智圣) 領(lǐng)域： 汽車研發(fā)。 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! （上接第 45 頁） 圖 12 通道 1 信號(hào) FFT 變換瀑布圖程序運(yùn)行結(jié)果 圖 13 通道 2 信號(hào)

14、FFT 變換瀑布圖程序運(yùn)行結(jié)果 的時(shí)域和頻域分析。 通過對(duì)所有功能進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)以及仿 真實(shí)驗(yàn)， 該系統(tǒng)能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集和顯示、 時(shí)域 分析， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)的特征值參數(shù)提取、 自相關(guān)、 互相關(guān) 分析等功能； 頻域分析實(shí)現(xiàn)了 FFT 幅值譜， 自功率譜、 互 功率譜及 FFT 變換的瀑布圖分析。 并且實(shí)現(xiàn)了雙通道的信 號(hào)采集與信號(hào)模擬輸入與輸出； 可以同時(shí)分析對(duì)比兩路信 號(hào)， 可以進(jìn)行通道測試轉(zhuǎn)換 。 人機(jī)交互界面簡潔 、 方 便 ， 可以推廣運(yùn)用。 參考文獻(xiàn)： ［1］ 王江萍. 機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)用 ［M］ . 西安： 西北工業(yè) 大學(xué)出版社， 200

15、1. ［2］ 李海濤. LabVIEW 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用 ［M］ . 北京： 電子工業(yè)出 版社， 2001. ［3］ 唐貴基， 劉玉秋. 基于 LabVlEW 虛擬測試分析儀的信號(hào)分析 功能設(shè)計(jì) ［J］ . 儀器儀表用戶， 2004 （11）： 1－4. 第 一 作 者 簡 介 ： 王 子 瑞 ， 女 ， 1987 年 生 ， 內(nèi) 蒙 古 人 ， 碩 士 研 究 生。 研究領(lǐng)域： 故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測。 (編輯：吳智恒) 198 機(jī)電工程技術(shù) 2011 年第 40 卷第 08 期 Abstracts 11-08-166 Am

16、eliorative Design of Persian Blinds Die HUANG Xiao-xia1,JI Zheng-ke1,DENG Yao-jin2(1.Guangxi Electric Power Institute of Vocational Training, Nanning530070,China;2.Guangxi Yixin Communication Technology Co., Ltd. Nanning, 530070,China) Abstract: This article analyses the distortion of the pressing

17、 process of Persian blinds because of the bending and elongating. After the amelioration of the structure,the internal stress is eliminated.So the products can satisfy the needs, cut the cost and increase the life of the die. Key words:Persian blinds; die;ameliorative design

18、 11-08-184 Talking about Stainless Steel Tank Container Cold Storage on the Characteristics and the Status Quo CHEN Wei-chao (Zhongshan Zhonghua Tank Containers Ltd, Zhongshan 528451, China) Abstract: In contrast to the shape, material, cooling system, working temperature, opti

19、ons and internal tank polishing treatment etc, the stainless steel tank container cold storage on the characteristics and the status quo is introduced. Key words: tank container; cold storage; characteristics; prospects 11-08-187 The Transformation of Circulating Water Pump Lubrication Syste

20、m ZHANG Wen-tao, XUE Ling-fei, LI Xia-yuan, PANG Jian- wei(Shaanxi Yanchang Petroleum Yulin Coal Chemical Co.,Ltd,Yulin 719000, China) Abstract: Systematic and scientific exposition of modern large-scale chemical widely used in the course of high-power circulating pump oil lubricati

21、on of various emerging systemic failure. At the same time for various typical power cycle lubricating oil pump failure measures proposed by the scientific technological transformation. Manufacturers for the production of design, use and repair and maintenance and other engineering and techni

22、cal personnel, provide a scientific basis. Key words: boiler; corrosion; dry preservation; descaling 11-08-189 The Cause and Precaution of a Boiler's Fire Tube Corrosion LIU Ming-feng (Guangdong jiangmen Special Equipment Inspection Institute, Jiangmen529000,China) Abstract

23、: Shutdown preservation of boiler must be getting the correct method, otherwise it will cause the pecuniary loss. When a boiler be dry preservation, the sensible control of pressure, temperature and valves, can make the dry preservation operating be more easy and efficacious. Then improve the wo

24、rker's efficiency and be good for building the operating standard of dry preservation Key words: boiler; corrosion; dry preservation; descaling 11-08-168 Design of Helix Blade Punch-mould with Die Edge FENG Yang, LIU Mai-hua(Guangdong Communication Polytechnic, Guangzhou 510800,

25、China) Abstract: The forming technology of helical blade was analyzed, and the punching die was designed with die edge because of the complicacy of load and forming. The die was also devised with the structure of inner guide and position pin. The experiments showed that the die with die edge is he

26、lpful to reduce the spring-back of helix blade. Key words: helical blade; die edge; punching die; spring-back 11-08-170 Determination of Oil Change Intervals of Diesel Engines SUN Xiao-lu (Golden Gulf Hotel, Shantou 515041, China) Abstract: The lubricating oil for diesel engine should

27、 be renewed periodically during operation. In practice, the author adopts the method of oil-analysis to determine the proper oil change intervals. Key words: diesel engine; lubricating oil; oil change intervals 11-08-172 Treatment of the Hydro Generator's Shaft Inflecting JIANG So

28、ng-kun(Chaozhou Huineng Electrical Machinery Co., Ltd, Chaozhou521021, China) Abstract: The runner ruptures when the pelton turbine with two bearing support is operating, the unit gets imbalance suddenly, these make a terrible effect that the bolt fixed on the support bearing s

29、napped and the generator's shaft inflected. This article not only describes analysis for the reason of the accident, but also gives the treatment of the hydro generator's shaft inflecting in details. Key words: runner ruptures; shaft inflect; treatment 11-08-191 Analysis of the Tra

30、nsverse Oblique Angle of Roller Coaster’s Track GAO Qing-bin, LIU Xi-wang(Golden Horse Amusement Equipment Co.,Ltd, Zhongshan528402, China) Abstract: In this paper, the model of the track of train's center of mass and the model of train's acceleration in one time have been built. And

31、 Newtonian's law has been used to analyse the transverse oblique angle of roller coaster's track in detail. So the gist to design the spacial track of roller coaster can be provided. Key words: roller coaster; spacial track; the transverse oblique angle 11-08-193 Brief introduction for Two

32、 Kinds of Generator Bearing Lubricate Systems HUANG Jia-xiong (Chaozhou Huineng Electrical Machinery Co.,Ltd, Chaozhou521000, China) Abstract: This paper first analyzes bearing lubricate system characteristic of hydro generator, at the same time analyzes the great effect of thrust pede

33、stal bearing in the system. Secondly points out where is the key about designing. Finally gives two successful instances for reference. Key words: horizontal hydro generator; oil supply; radial thrust; pedestal bearing 11-08-196 Structural Design of Front Fender Panel WU Wen-juan (Institute o

34、f Automotive Engineering, Guangzhou Automobile Industry Group CO., LTD, Guangzhou 510640, China) Abstract: Automotive vehicle design is a huge systemic engineering, and the outer cover panel design is rather important. This article introduced the design method of common fender in terms of usual

35、material selection, styling factor, structure design requirements, installment stiffness, anti- dent performent etc. Key words: front fender; styling; packaging; process 11-08-174 Anti-Interference Design of Reconstruction Heavy Current Installation of ZHANG Xiao-yun,CHEN Yue,ZHANG Yi (I

36、nstitute of Light Industrial Automation, Hangzhou Qingtong & Boke Automation Tecnology Co., Ltd, Hangzhou310015, China) Abstract: A difficulty of digital reconstruction of heavy current installation is EMI. It has a big impact on reliability of the equipment reconstructed. This ar

37、ticle analyses the reason of interference, and introduces several anti-interference solutions on equipment and MCU system by a sample of reconstruction of disk-type spot welding machine. Key words: electromagnetic noise; coupling path; MCU system; isolation; shield; hard

38、ware anti-interference technology; software anti- interference technology 11-08-178 The Development and Application of Amorphous Alloy Transformer CHEN Xin-zhou, LIN Zhi-yin(Sunten Electric Equipment Co.,Ltd. Foshan528300, China) Abstract: The paper introduced the characteristics

39、of amorphous alloy material and amorphous alloy dry-type transformer, especially in design characteristics technical control, economic and social benefits. Key words: amorphous amorphous alloy; dry-type transformer; energy saving; 11-08-182 The New Technology of Road Construction M

40、achine's Utilization AND Maintenance ZHUANG Zhuo-xin( G u a n g d o n g G a i n t o p H i g h w a y E n g i n e e r i n g 11-08-199 CNC Machine Tool Common Electrical Fault and the Preventive Measures HU Run-guang, CHEN Jia-guo (Guangdong Metal Forming Machine Works Co., Ltd, Shund

41、e 528300, China) Abstract: Common Electric Fault of NC Machine Tool includes peripheral electrical fault, feed drive fault, spindle fault and System fault. This paper analyzes the cause of the malfunction, puts forward the preventing measures. Key words: CNC machine too

42、l; electrical fault; prevention measures Construction Group Co.,Ltd, Guangzhou510615) Abstract: Based on the analysis of road construction machine utilization and maintenance with accumulated practical experience. The article puts forward the significances and methodologies in spread and exploitation of new technology which play on mechanical equipment’s inspection and measurement. Key words: engineering construct; mechanical equipment; maintain; test content; test method 206