汽车行李箱盖刚度分析
三厢轿车行李箱盖扭杆弹簧平衡系统分析及其设计应用
链之间"行李箱开关过程中"设单根铰链自身摩擦力矩为 $*" 单根扭杆扭矩为 $+"在行李箱盖开关过程中"如果在中间位 置能够达到平衡状态"则要满足如下条件!
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#行李箱盖重力矩分析 假设轿车行李箱盖系统的总重量为 !" "因为行李箱盖 左右对称"所以可以将行李箱盖系统简化在 dV平面中进行 研究% 行李箱盖绕铰链轴中心转动"假设其中心坐标为& d9" V9' "当行李箱盖处于关闭状态时"其重心坐标为& dD"VD' % 图 $ 所示为行李箱盖开关状态示意图% 假设行李箱盖重心 到铰链轴中心的距离为 #$ "行李箱盖关闭时重心轴线与水平 面的夹角为 #"行李箱盖重力矩力臂为 d(开启与关闭位置旋 转角度 !%
关键词行李箱盖扭杆弹簧平衡分析
44扭杆弹簧作为一种弹性元件"因其结构简单(成本低廉( 耐久性能好"被广泛应用于三厢轿车行李箱盖开闭系统% 其 工作原理是通过扭杆弹簧扭转产生弹性变形"储存扭矩"克 服行李箱盖的重力矩和铰链摩擦力矩"从而达到开启行李箱 盖的功能% 对于使用扭杆弹簧的轿车性能要求"行李箱盖解 锁后以小于某一加速度值弹起到一定高度后静止"在一定角 度范围达到平衡状态"以免落下伤人"而在最大开启位置又 能保持静止并可抵抗一定的迎风力矩% 文章通过对行李箱 盖开关过程中重力矩曲线的分析"同时将扭杆弹簧扭矩曲线 与重力矩曲线相匹配"设计扭杆的线径和旋转角度%
汽车行李箱盖刚度分析
汽车行李箱盖刚度分析杜登惠黄庆泛亚汽车技术中心有限公司汽车行李箱刚度分析Decklid Stiffness Analysis for Some Cars 杜登惠黄庆(泛亚汽车技术中心有限公司上海摘要：本文通过MSC Nastran求解计算对汽车行李箱盖的刚度进行评估，通过对计算结果的分析，对行李箱盖的力学本质有了许多新的发现，根据这些新的发现，提出相应的改进方案，排解了设计工程师苦于难以提高行李箱刚度的困扰。
关键词：MSC Nastran，行李箱盖，刚度Abstract: In this paper, the Software MSC Nastran is applied to simulate the decklid stiffness of some cars. Much mechanics about decklid are discovered through studying the simulation results, what’s more, many effective proposals are put forward to help decklid designer to improve the performance of decklid.Key words: MSC Nastran Decklid Stiffness1 背景近年来，随着汽车改型换代加快，汽车行李箱盖成为频繁更改且更改较大的部件之一。
为了在很短的时间里设计出刚度很好的行李箱，需要在开发阶段用MSC Nastran软件对其刚度进行评估，对不满足刚度要求的结构提出有效的改进方案，得到设计工程师的认可后再进行验算，有力地支持设计工程师的设计工作，缩短了产品开发时间，保证项目顺利进行。
本文通过对某车型的行李箱盖进行各种刚度计算，来分析不同的改进方案对每种刚度的影响，从而进一步找到行李箱盖的一些力学现象和大幅度提高刚度的设计方向，有效支持设计工程师的设计工作。
汽车行李箱盖铰链机构的分析及优化
汽车行李箱盖铰链机构的分析及优化作者：梁建钊来源：《中国科技博览》2016年第22期[摘 ;要]对汽车存放物品的箱盖电动化进行研究，通过研究分析，对其进一步开发，在开发阶段，由于转变了开启的方式，驱动点与原来的不一致，这样就出现了超过常规的电动开启力，这就需要调整原来的四杆铰链，使得开启力回归到正常水平。
四杆铰链行李箱系统在投入使用之前，需要对其进行仿真分析，这样是为了更好的对行李箱盖的电动化提供合理的依据，通过仿真分析，能够将最小的开启力进行确定，而且通过实验的方式进行比较，进一步确定了仿真这种方式的可行性。
然后优化四杆铰链机构，将电动行李箱盖的开启力降到最低，满足电动行李箱的各种设计指标。
[关键词]行李箱盖; 四杆铰链; 仿真分析; 可行性; 优化设计中图分类号：U463.83 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0084-02引言当前阶段，汽车行李箱的设计存在下面的特征，首先其主要的机构是铰链传动机构，在对后备箱开关的过程中，采用的方式为纯手动方式，将行李箱的手动开启处的开启力降到最低是此次设计的主要目标，在打开和关闭后备箱的过程中，其力的来源为行李箱铰链的支撑端，在打开关闭行李箱的过程中，通过这样的方式是十分浪费动力的。
在此次优化行李箱的四杆铰链系统中，主要的目标是对电驱动端力臂的长度进行增加，这样电驱动就降低了对扭矩的需要，但在这个优化的过程中，需要保持原来行李箱的运动轨迹关系。
但是对于此次系统的优化设计，通过过去的设计计算是无法满足要求的，这是由于汽车行李箱系统是一个复杂的机构系统。
为了更好的观察机构的运动状态，以及对机构的受力情况进行分析，需要借助动力学仿真来对机构进行研究。
本文在进行动力学仿真的过程中借助的软件Adams ，在确定仿真是不是正确方面主要通过实验的方式，优化行李箱的铰链机构设计主要以动力学系统模型为依托，使得行李箱电动化能够得以实施。
一、构建Adams 仿真的模型1. Adams 模型首先将计算机的设计软件打开，我们使用的是 CATIA，然后建立装配体模型，如图1 所示，其中，手动开启的施加动力的点在A 处，电动开启的施加力的点在B 。
轿车前舱盖扭转刚度分析及优化方法探讨
轿车前舱盖扭转刚度分析及优化方法探讨作者：李峰田冠男杨晋摘要：前舱盖是轿车的是重要部件，其扭转刚度性能的好坏直接影响汽车的整体性能。
本文采用基于扭转角的评价方法，弥补了旧有方法的不足，并以某车型前舱盖为例对两种方法进行对比分析；运用Hypermesh 以及MSC NASTRAN 软件平台，进行前舱盖的有限元建模及其扭转刚度的求解，并采用两种方法进行优化对比分析.关键词：前舱盖扭转角扭转刚度MSC.Nastran 优化1 概述前舱盖（又称发动机盖、发动机罩）是最醒目的车身构件，是顾客经常要察看的部件之一。
发动机盖的在结构上一般由外板和内板组成，中间夹以隔热材料，内板起到增强刚性的作用，其几何形状由厂家选取，基本上是骨架形式。
对发动机盖的主要要求是隔热隔音、自身质量轻、刚性强。
因此，其性能的好坏，直接影响车身的总体性能和舒适性[1]。
对前舱盖扭转刚度共考察两种工况：一是模拟前舱盖正常工作状态下，约束锁工作时，约束相应的自由度，在缓冲块处施加适当的载荷，利用NASTRAN 求解，得到相应的刚度值；二是锁不工作，约束一侧缓冲块处适当的自由度，在另一侧缓冲块处施加适当的载荷，利用NASTRAN 求解，得到相应的刚度值。
本文对扭转刚度采用两种方法进行评价：常用的位移法，及角度法；位移法：即K=F/S K-刚度F-施加的载荷S-载荷对应的位移角度法：即K=F/θ K-刚度F-施加的载荷θ -载荷对应的扭转角位移法，相对比较简单，单位变形所需要的力值。
但它受加载点位置的影响，即不同点得到的结果不一样。
而在前舱盖的扭转刚度分析中，加载点常常选择缓冲块，但其位置并没有统一的规定。
所以，这种方法很难准确的表达前舱盖整体扭转刚度；对此方法的扭转刚度的提升，只需要简单的移动缓冲块的位置就能轻易地提高扭转刚度值，但对整体刚度的提升并没有实质的意义。
角度法，单位扭转角所需要的力值。
在前舱盖的扭转刚度的分析中，不受加载点位置影响，能很好的反应前舱盖的整体扭转刚度。
汽车行李箱盖铰链分析及优化
汽车行李箱采用的天盛铰链传动系统是基于纯手动开关后备箱而设计的，其最优化目标是行李箱手动开启处的开启力最小，而电动开启行李箱则是从行李箱铰链的支撑端施力驱动后备箱整体开启和关闭，其在开启过程中是一个相对费力的过程。
因此，在汽车行李箱盖电动化开发过程中，要在不影响原行李箱运动、位置关系的同时，对行李箱系统的四连杆铰链进行优化，以增加电驱动端力臂长度，减小电驱动所需扭矩。
但是汽车行李箱开启机构较复杂，传统的设计计算难以提供准确、全面的数据来支撑系统的优化设计。
通过对机构的动力学仿真，可以更准确地获得机构在任意位置的运动状态和受力情况，对于确定合理的机构设计方案有非常大的意义。
行李箱开启机构是一种多连杆机构，动力学仿真的方法已经在某些连杆机构的动力学特性方面得到了应用；一些研究在仿真的基础上对机构参数进行了优化设计，为汽车尾箱的动力学研究提供了研究基础和经验。
近来动力学仿真的方法开始在汽车的机构设计方面得到应用，研究对象有铰接式自卸汽车在随机路面下的平顺性，电动剪式车门不同开启速度时所需的转矩及功率，轿车车门铰链、车门前侧分缝线、行李箱盖扭杆弹簧的布置等，这些研究证明了采用动力学仿真方法来辅助汽车连杆机构设计的可行性。
因此，本文拟基于Adams对行李箱盖手动开启和电动开启力进行动力学仿真分析，通过实验验证仿真的有效性，并基于动力学系统模型对行李箱的铰链机构进行优化设计，确保行李箱电动化的顺利实现。
1Adams仿真建模1.1Adams模型在计算机辅助三维交互应用软件(CAIA）中建立行李箱系统闭合状态的装配体模型，如图1所示，其中，A处为手动开启施力点，B处为电动开启施力点。
为使铰链的受力状况更逼近真实情况，建模时将铰链负载端物体与驱动端物体都考虑在模型中，模型最终包含13个几何体：行李箱盖、左铰链底座、左铰链拉杆1、左铰链撑杆、左铰链连杆、右铰链底座、右铰链拉杆1、右铰链撑杆、右铰链连杆、拉杆2、曲柄、减速器输出轴以及减速器壳体，如图2所示。
乘用车行李箱盖铰链杆的刚度有限元分析与结构优化
设设g6渊l袁r冤=20-r2臆0
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墒设设g7渊l袁r冤=20-r3臆0
渊1冤
式中院gi渊l袁r冤为尺寸约束函数袁i=1袁2袁3袁4袁5袁6袁7曰l 为直
2 铰链杆刚度问题分析
为了得到铰链杆竖直刚度设计公式袁 并对铰链杆 进行刚度优化袁笔者先简化铰链杆模型袁并以卡氏第二 定理为基础推导铰链刚度表达式袁 然后通过有限元法 与试验法验证其正确性以及铰链杆是否超出所用材料 的屈服强度遥最后根据约束条件求出最优解袁并用有限 元法验算铰链杆在刚度最优解情况下是否满足要求袁 其流程如图 1 所示遥
专题报导
乘用车行李箱盖铰链杆的刚度有限元分析与结构优化*
□ 朱 鑫1
□ 韩冬桂 1 □ 刘 芳 1 □ 李红军 1 □ 蔡元初 2 1. 武汉纺织大学 机械工程与自动化学院 武汉 430000 2. 湖北航宇精工科技有限公司 湖北襄阳 441000
□ 燕 怒1
摘 要院乘用车行李箱盖铰链杆是保证行李箱盖正常工作的关键部件遥 对行李箱盖铰链杆的刚度进
机械零件的刚度计算公式适用于结构简单的模 型袁而铰链杆的结构较为复杂袁导致求解相对困难遥 借 鉴复杂零件的刚度求解理论和方法是一种比较有效的 途径遥 周志鸿等咱8暂 基于有限元法计算复杂曲柄刚度曰
* 国家自然科学基金资助项目渊编号院51775388冤 收稿日期院圆园员8 年 9 月
王新新等咱9暂 利用有限元法计算复杂电主轴刚度遥 两者 通过试验都验证了有限元法在计算复杂零件刚度上的 准 确 性 袁但 未 能 推 出 刚 度 公 式 遥 李 华 等 咱10暂以卡氏第二定 理为基础对 Z 形悬臂梁建立刚度计算公式袁但为了简 化运算忽略转角处的弯矩袁导致计算精度不高遥在这些 研究基础上袁 笔者基于卡氏第二定理提出铰链杆竖直 刚度设计公式袁 并对铰链杆进行有限元分析和试验验 证遥
汽车行李箱盖产品结构优化设计分析
汽车行李箱盖产品结构优化设计分析发表时间：2019-09-19T14:27:52.233Z 来源：《建筑细部》2019年第4期作者：罗林[导读] 在汽车行业当中，汽车行李箱盖的开启方式和驱动点的改变会使电动开启的用力过大，所以在汽车行李箱盖开发过程中，要将开启施力值减少到合理的范围，满足行李箱盖电动化的需求，本文就主要对汽车行李箱盖产品结构优化设计进行了分析。
罗林四维尔丸井（广州）汽车零部件有限公司 510530摘要：在汽车行业当中，汽车行李箱盖的开启方式和驱动点的改变会使电动开启的用力过大，所以在汽车行李箱盖开发过程中，要将开启施力值减少到合理的范围，满足行李箱盖电动化的需求，本文就主要对汽车行李箱盖产品结构优化设计进行了分析。
关键词：汽车行李箱盖；产品结构；优化分析目前汽车行李箱盖产品主要是基于纯手动的开关来设计后备箱盖的，要对汽车行李箱盖产品结构进行优化和设计，主要目的就是设计手动开启处的用力较小，而电动开启行李箱盖则是从支撑端施力，驱动行李箱盖整体开启和关闭，所以电动开启行李箱盖的过程相对于手动来说是一个较费力的过程，因此在汽车行李箱盖电动开发过程中要在不影响行李箱位置关系和运动关系的同时，对行李箱盖产品结构进行优化，设计如何增加电驱动端力臂长度，减少阻力。
一、压力边和拉延力的计算1、压边力的选择冲压形成过程中的重要工艺参数之一就是压力边，压力边的选择是否合理影响着该过程是否可能出现缺陷。
首先压边力是能够增强板料拉应力，控制板料的流动，如果压边力不足，将会引起板料的破裂和起皱，通常情况下，当压力边增大时，成形力也会随之增大，并且在一定范围内一直，会对板料的起皱有一定的抑制作用，减少拉力不足的情况，但是如果拉应力过大，则会明显增加板料拉裂的趋势，导致板料产生破裂，过大的压力便会加快模具的损耗，减少模具使用寿命，过小压边力，会导致板料流动不足，形成拉裂或起皱的现象。
所以压边力的选取会受到很多因素的影响，其中拉延件的结构形状，对压边力的选择起着决定性的作用，板料的性能、模具的结构压边力的选择，所以需要通过一些模拟仿真实验，通过一些精细的计算来选取合适的压边力。
李洪涛_乘用车行李箱盖结构分析流程自动化
乘用车行李箱盖结构分析流程自动化李洪涛史建鹏东风汽车公司技术中心武汉430056摘要：本文利用HyperWorks二次开发接口，采用TCL语言开发了乘用车行李箱盖结构分析流程自动化，规范了乘用车行李箱盖CAE操作，显著提高了工作效率。
通过对比行李箱盖手工操作分析与流程自动化分析验证了二次开发的可靠性。
开发过程具有通用性与推广性。
关键词：HyperWorks二次开发TCL脚本语言乘用车行李箱盖1. 引言汽车CAE仿真是一个庞大的系统，分析工况种类繁多，边界条件复杂多变。
建模、仿真及后处理过程中若采用手工操作不但费时费神而且易出错，这给分析工程师们带来诸多不便，不能够把更多的精力投入到研发当中。
分析工程师们希望能够把分析流程进行自动化，规范化以提高分析效率。
Altair HyperWorks软件提供了丰富的二次开发接口，涉及到前、后处理各个方面，为用户进行自主开发从而实现流程自动化带来了极大的方便。
本文开发了乘用车行李箱盖结构分析流程自动化，开发过程具有通用性，可以推广到其他方面的应用。
2. 流程自动化开发过程HyperWorks二次开发是采用TCL脚本语言结合HyperWorks软件特有的命令语言进行编程来实现流程自动化。
TCL语言是一种比C/C++语言有着更高抽象层次的解释执行脚本语言，其简明，高效，可移植性好。
TCL几乎在所有的平台上都可以解释运行，功能强大。
特别是在信息产业、自动控制、机械电子等领域应用广泛。
TCL目前已成为自动测试中事实上的标准。
HyperWorks中的HyperMesh软件及HyperView软件自带有对象创建、查询、修改等命令，及图形界面工具包可以方便快捷的建立图形界面，这些都给流程自动化开发节省了大量时间。
2.1前处理流程自动化前处理流程自动化有两种途径一种是使用HyperMesh软件的宏(macro)功能结合HTML 语言及TK语言建立流程自动化，另外一种途径是使用HyperWork中的Process Studio建立流程自动化模板然后采用Process Manager加挂到HyperMesh软件菜单中。
乘用车外覆盖件抗凹性分析
乘用车外覆盖件抗凹性分析1. 概述抗凹性是指车辆外覆盖件抵抗外加负荷在其表面产生凹陷的能力。
这种性能对于部件耐久性有实际意义, 因为汽车使用过程中难免受到撞击磕碰，导致外表面产生压痕, 不仅破坏车辆外观，而且可能打掉油漆造成锈蚀。
所以车身设计中必须保证外覆盖件表面能够承受一定的载荷而不发生过大变形。
抗凹性的重要性还体现在它可以影响用户对于车体坚固程度的判断。
用户无法感受车身内部的用料和结构，只能接触到外覆盖件。
用户通常会用手掌或手指来按压汽车外表面，根据外表面刚性来评价车身的结构性能，因此外覆盖件抗凹能力一直是许多用户购车的参考指标之一。
影响抗凹陷性能的因素非常多，例如料厚、弹性模量和屈服强度、表面曲率、支撑条件、载荷特性等。
整车轻量化和节能是现代汽车工业的主流方向，车身板材减薄成为整车减重的主要手段之一，整车厂目前倾向于使用更薄的板材来制造外覆盖件，这就给抗凹性能带来了挑战。
2. 外覆盖件的刚度响应和评价指标抗凹性试验是将外覆盖件装配成总成，然后将试验样件装配到支架上，用准静态载荷将试验压头垂直压向外覆盖件表面，测量得到如图1所示的载荷-位移曲线。
图1 外覆盖件表面载荷-位移曲线准静态载荷作用过程中，外覆盖件表面表现出三个明显的刚度响应阶段：初始刚度段(即弹性段)、第二刚度段(即平滑段)、最终刚度段(即硬化段)。
在平滑段，特定情况下可能发生失稳（即Oilcanning效应），表现为载荷突然变小而位移迅速增大。
失稳现象的载荷-位移曲线如图2所示。
试验中如果发生失稳，会表现出明显的回弹声。
图2 发生失稳的载荷-位移曲线获得载荷-位移曲线后，就可以对抗凹性能进行评价。
通常要求满足以下条件：1）施加一定载荷时位移量控制在一定范围内；2）卸载后残余变形足够小，表现为无明显压痕；3）加载过程不发生Oilcanning效应，表现为不出现回弹声。
3. 压头模型和静载荷不同汽车企业的试验压头差别很大，材料、外形和尺寸都不同：有弹性和刚性压头，形状分球形、半球形、圆锥形头、圆柱形等多种，直径从12mm到120mm不等。
乘用车行李箱盖铰链装置结构设计与优化分析
分类号 TH122 学校代码 10495 ＵＤＣ 621 密 级 公开硕士学位论文乘用车行李箱盖铰链装置结构设计与优化分析作者姓名： 朱鑫学号： **********指导教师： 燕怒学科门类： 工程硕士专 业： 机械工程研究方向： 机械强度完成日期： 二零一九年三月Wuhan Textile UniversityM. E. DissertationStructural design and optimum analysis of trunk lid hinge device for a passenger carCandidate：ZHU XINSupervisor：YAN NUTime: June 2019独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：签字日期：2019 年06 月02 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解武汉纺织大学有关保留、使用学位论文的规定。
特授权武汉纺织大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。
同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：2016 年06月02日签字日期：2016 年06 月02 日摘要随着乘用车日益普及，人们对其舒适性与稳定性的要求越来越高。
行李箱盖系统是乘用车上用于取放物品的独立总成，主要由行李箱盖铰链装置与行李箱盖两部分组成。
其中行李箱盖铰链装置有三种形式：扭杆式铰链装置、气弹簧铰链装置以及电动式铰链装置。
目前市场上使用最普遍的经济型乘用车多采用由鹅颈管式铰链与扭杆弹簧组合而成的扭杆式铰链装置，其具有结构简单、质量轻、制造容易、成本低等优点。
汽车车身覆盖件刚度的试验研究
汽车车身覆盖件刚度的试验研究发表时间：2020-12-08T08:24:05.263Z 来源：《中国科技人才》2020年第23期作者：张宁1 文清2 甘天赐3 欧卫炬4 [导读] 汽车覆盖件是与车身相对独立的重要部件。
设计的目标不仅是满足功能，而且是满足结构性能要求，如刚度和强度。
1.2.3.东风柳州汽车有限公司广西省柳州市 545005；4.车正资产评估（天津）有限公司广西省柳州市 547000摘要：汽车覆盖件是与车身相对独立的重要部件。
设计的目标不仅是满足功能，而且是满足结构性能要求，如刚度和强度。
在某乘用车例子中描述了车身刚度测试的内容、规范和程序。
同时，利用ABAQUS仿真软件对影响试验结果的因素进行了分析，为车身覆盖件构件的结构设计提供了参考。
关键词：汽车车身；覆盖件；刚度；试验；评价标准汽车工业在全球汽车行业快速发展的同时制造技术快速发展，而汽车生产的核心元素就是汽车覆盖件。
车身或驾驶室的一部分的汽车覆盖件，它不仅要符合汽车的装饰外观，而且满足封闭薄壳状部件。
覆盖件的刚度是衡量覆盖件变形抗力的重要研究课题。
一、汽车覆盖件刚度的概念抵抗变形的能力机械零件刚度，是在弹性变形范围内产生单位位移所必需的外力。
因此，刚度是对受外力作用的构件变形程度的测量。
用K表示，其数学表达式为式中：P为作用在构件上的外力，X为构件的变形。
在运动过程中，车身外板等覆盖件受到挤压、接触、振动和冲击等外力的影响。
变形可分为弹性变形和塑性变形。
弹性挠度是面板在外荷载作用下的挠度。
随着外载荷的增加，盖板的凹面变形随着载荷的增加而增大，但在载荷偏移后，又恢复到初始状态。
在汽车制造中，为了使汽车覆盖层在凹形弯曲作用下保持刚度的初始状态，对汽车覆盖件的刚度提出了要求。
二、汽车覆盖件刚度的影响因素根据面板的材料特性和面板的形状，将影响覆盖件刚度的因素分为两类：（1）覆盖件的形状（曲率半径）、厚度和材料；（2）外部因素的大小和位置，如外部压力。
实用的后箱盖刚度检测系统
实用的后箱盖刚度检测系统汽车刚度是指汽车在正常行驶时的许可变形，表示汽车车身抵抗结构变形的能力，包括白车身刚度和门盖刚度两部分。
目前国内汽车制造企业在自主开发的新车型中都比较重视白车身的刚度检测，而对于门盖部分的刚度检测却缺乏系统性的定义和试验标准。
事实上，门盖部分的刚度和用户息息相关，对汽车品牌的影响同样不可忽视，比如，如果后箱盖刚度不足，易造成密封条过度磨损，从而导致漏水，后箱盖锁开启、关闭不正常或者推车时易造成后箱盖变形等一系列问题。
本文结合上海大众VW241 轿车后箱盖的刚度检测案例，向读者介绍一套能够实时、高精度检测后箱盖刚度的系统。
检测系统上海大众VW241 轿车后箱盖刚度检测系统主要是通过手动或自动加载一定范围的载荷，检测后箱盖的相应弯曲变形和扭转变形的大小，并进行数据处理和分析，反映后箱盖刚度的强弱。
1、系统设置（1）硬件系统硬件由工业计算机控制的上位机、位移传感器、压力传感器以及数据采集器组成。
本试验的数据采集器型号为EIA-232-D，压力传感器型号为YB-504A，位移传感器型号为DT- 30G27。
力的加载采用手动方式通过机械装置直接加载压向力至后箱盖，通过观察LED 显示的数据，确定达到定量加载。
传感器设定分为弯曲传感器设置和扭转传感器设置，两部分传感器设置的主要区别在于测量点位置的变化。
传感器设置的内容主要包括设定传感器的测点号、记录传感器的坐标等。
（2）数据处理每次试验后，需要对数据进行计算分析，了解当前试验车身的有关参数是否达到预定标准。
其中绝对扭转角度是指每个测量点在承受载荷和不受载荷情况下扭转角度的差；相对扭转角度是指在承受载荷情况下，相邻两点间的扭转角度差。
这两个试验指标显示了后箱盖在承受载荷情况下扭转角度的大小，可以反映出后箱盖抗扭转能力的强弱。
弯曲变形是指每个测量点在承受载。
轿车行李箱盖铰链受力分析及在设计中的应用
轿车行李箱盖铰链受力分析及在设计中的应用行李箱平衡铰链，是指使用弹性元件，可以在行李箱盖开启和关闭时平衡盖重力的铰链结构，因为平衡铰链结构简单、有足够强度和可靠耐久等优点，大部分车型特别是中低档车型，基本上采用这种结构的铰链，其弹性元件采用扭杆。
在行李箱盖使用过程中，一般要求启动开启装置后，能自动弹开一定高度，介在半开（一定的打开角度）状态下要保持静止不动以防落下伤人，同时在最在打开位置时有足够的保持力，以防风力作用下自行落下关闭。
一、轿车行李箱盖平衡铰链的受力分析1、铰链情况介绍:行李箱盖平衡铰链简图如图1所示，图2为左侧铰链的侧视图。
图1 行李箱铰链简图（只装一边扭杆）图2 左侧铰链的左侧视图从图2可以看出，扭杆的运动受铰链支架和联杆的约束，只能绕安装口旋转。
因此，支架、铰链、联杆、扭杆构成了四连杆机构，其中铰链支架为固定杆，其它均可以活动。
图2只为铰链的侧视图，实际零件并不在一个平面内。
但是，把各零件投影到同一个平面内，并不影响受力分析，所以可以把铰链的四连机构看作一个平面四连杆机构来分析。
此平面四连杆机构的受力如图3所示：图3：铰链平面四连杆机构的受力图（数据为设定的）图3中，AD表示铰链支架，AB为扭杆，BC为联杆，CD为铰链，其长度如图所示，而四连杆的之间角度φ1、φ2、φ3和φ4的初始值（即行李箱盖铰链全关时的角度）也已经在图3中表示。
另外，把扭杆的扭矩记为M T，而铰链所受的重力（包含行李箱盖和铰链本身）记为G，但是在分析中，把G换为重力对D点的力矩可能更为方便，因此铰链CD就受到重力矩M G的作用。
显然，M T和M G都为变量，随行李箱铰链的开启角度变化而改变。
2、杆的受力分析：存在摩擦力作用时，BC杆不能视作为一根二力杆，在行李盖向上运动时，BC杆的受力如图4所示。
其中摩擦力作用的效果是一个摩擦力隅。
另外，如果把图4中的摩擦力隅M B和M C定义为正负值，则图4可以用于行李箱盖打开和关闭时的受力。
行李箱盖板选材优化及成形极限分析研究
行李箱盖板选材优化及成形极限分析研究李晓刚刘立现陈庆陈连峰章军(首钢技术研究院, 北京 100043)摘要轿车面板不仅需要良好的冲压成形性能，而且需要较高的强度和抗冲击性能，为了满足轿车的面板的要求，钢厂开发了加磷高强度钢，这种钢在冲压时具有较好的成形性能，但其强度会明显提高。
文章通过对170P1钢成形极限研究，发现厚度t=0.75mm的170P1钢比t=0.8mm的DC04成形性能虽然较差一点，但通过对典型某车型行李箱盖板危险部位应变分析，可知170P1钢完全能满足该行李箱盖板零件的成形要求，而且强度有所提高，材料170P1比材料DC04强调提高了10%左右。
使用170P1钢板可使汽车冲压件的厚度适当减薄，能降低汽车的自重，获得良好的经济效益。
关键词汽车覆盖件板材成形应变分析成形极限图Selection Optimization of the Trunk Lid and Analysis of the Forming Limit Li Xiaogang Liu Lixian Chen Qing Chen Lianfeng Zhang Jun(Shougang Research Institute of Technology, Beijing, 100043)Abstract Car panel requires not only good stamping, but also high strength and impact resistance. In order to meet the requirements of car panels, has developed High-strength phosphor steel, the steel has a good performance in the forming, but its strength will be significantly increased. Articles by studying the forming limit about 170P1 steel, found forming properties of t=0.75mm 170P1 steel less than the t=0.8mm DC04 steel, but by studying strain analysis about the dangerous parts of the trunk lid, we can see 170P1 steel can meet the requirements of forming on the trunk lid, and increased strength after forming, stress of the Material 170P1 increased by 10% than DC04. Adoption of such plates may properly reduce thickness of automotive drawn parts thus lighten automobile dead weight.Key words automobile panel, steel metal forming, strain analysis，forming limit diagram1 引言随着轿车工业的发展，轿车表面覆盖件对钢板的要求越来越高。
行李箱盖关闭力的影响因素及生产过程中问题解决
行李箱盖关闭力的影响因素 及生产过程中问题解决
口 北京奔驰汽车有限公司， 刘 广锰
简 要描 述行 李 箱关 闭力 的评价 方 式 ，从技 术 角度 归纳 影 响 因素。 并根据 多年 工作 经验 ，总 结 出从实 际 生产 角度 分 析 问题原 因的方 法及 常用 解决方 案 。
和客观评价方式 两种。 （ １ ）主观 评价 方 法 ：利 用使
图１ 测量关闭力所用配重
１ ． 空气阻力
行李 箱盖的关 闭过程 ，是 对 内
、 『 ｌ ｆ ｗ ｗ ． ａ ｕ ｔ ｏ １ ９ ５ ０ ． ｃ ｏ ｍ ２ ０ １ ７ 年第 １ １ 期５ 芝 车 工艺临
６ １
汽 车工艺 ｌ Ａ ｕ ｔ ｏ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
效 应 。这 个阻 力可以通 过设 计排气 孔 来降 低 ，排 气孔的大 小和 数量会 影 响气 阻的大小 ，进而 影响 行李箱
盖 关闭力 。
律 ，设定弹 簧在 装配后最 短长 度为
，
最大长 度为Ｌ ． ，自由长 度为Ｌ ，
测量规范 中明确定义。
胡 克 系数 为ｋ ，克 服弹 簧 拉 力所 需 能量 的计算方法如下 ：
行李箱盖过程中的平顺性和最终点
阻 力 ，与客 户预期值 对 比，得到单 个主观评价值 。 综 合多个 使用者 得 出的 不同评
价值，进行平均计算 ，从而得到待
评价车辆的最终 主观 评价值 。 （ ２ ）客观 评 价 方法 ：生 产厂 家一般 采取在 行李箱 盖上增 加配重
（ 见图１ ），由配重的重力势能转
力。
体与锁栓 不正常 干涉 ，会增加 锁止
前舱盖安装刚度分析报告
0.182
0.171
0.162
下安装点刚度
1099
1170
1234
改进后铰链安装点刚度值与标杆车相当，建议按照此方案 更改，
4 结论
1、对于撑杆处刚度，计算结果表明满足使用要求
2、对于铰链安装刚度，建议如下图：将粘胶板上移 27mm
4 结论
计算结果如下：
单位（mm） 铰链上安装点位移
标杆车 0.415
设计车 0.486
改进后 0.428
单位（N/mm） 上安装点刚度
标杆车 482
设计车 412
改进安装点刚度分析结果
单位（mm） 铰链上安装点位移 铰链下安装点位移
标杆车 0.415 0.182
设计车 0.486 0.171
单位（N/mm） 上安装点刚度 下安装点刚度
标杆车 482 1099
设计车 412 1170
3 撑杆处刚度分析结果
如上图，最大应力为111.3Mpa，材料为DC04，屈服强度为 167Mpa，最大应力小于材料屈服极限，不会发生塑性变形。
1099
1170
1234
改进后铰链安装点刚度值与标杆车相当，建议按照此方案 更改，
1 模型描述
本次分析前舱盖模型规模16360个单元，模型质量为7.6kg（标杆车为7.1kg）。 焊点类型ACM，焊径为5mm；
2 边界条件
约束描述；如下图，以左右铰链孔和锁扣定义为局部坐标系的XY平面，Z向右内板 指向外板。 安装点刚度工况：约束锁扣和舱盖左下、右下处123456，在两个安装处分步加载 沿局部坐标-Z方向200N。 撑杆处刚度工况：约束锁扣和铰链车身安装位置123456，约束撑杆处局部坐标Z 向自由度，释放铰链孔的转动自由度，沿局部坐标Z向加重力场。
轿车后行李箱盖扭杆开启系统参数影响分析
A16行李箱盖开启机构影响参数分析一、 相关要求说明1、 尾门开启，需控制自动弹升速度；2、 尾门完全打开后，不能轻易自行向下翻转；3、 尾门升起，辅助力适中，一般建议10-30N ；4、 尾门关闭，辅助力适中，一般建议30-100N 。
二、 机构说明关闭状态 开启过程状态 完全打开状态 四连杆机构三、 标准状态开关扭矩平衡图开启力矩关闭力矩A、尾门开启停靠于20°-75°之间，停靠位置在45°-55°。
B、尾门开启后，不会自动关闭，可靠停止在极限位置；关闭时中间部位不会反弹。
四、影响开启主要参数五、扭杆直径影响1、弹簧直径对开启扭矩影响很大。
全面影响开启速度、停靠位置、关闭力，是重要的影响参数。
扭矩平衡图开启力矩A、随着弹簧直径尺寸增加，关闭位置扭杆扭矩增加，尾门开启停靠位置由小开启角度至中间位置无法停靠范围变动。
B、随着弹簧直径尺寸增加，开关全程扭杆扭矩增加，开启速度增加，关闭阻力增大。
2、如果其它参数不变，扭杆扭矩控制40.5±0.25之间，则A、40.5N.m力矩平衡图40.5N.m开启扭矩单参数变化情况下，关闭状态下扭杆扭矩控制在40.5N.m，可以将开启角度控制在40°-65°之间。
B、40.25N.m力矩平衡图40.25N.m开启扭矩单参数变化情况下，关闭状态下扭杆扭矩控制在40.25N.m，可以将开启角度控制在35°-50°之间。
C、40.75N.m力矩平衡图40.75N.m开启扭矩单参数变化情况下，关闭状态下扭杆扭矩控制在40.25N.m，可以将开启角度控制在45°-65°之间。
3、综上所述：A、扭杆直径大幅度影响开关全过程扭矩平衡。
B、控制尾门锁止位置扭杆扭矩在40.5±0.25之间，尾门开启角度可以控制在35°-65°之间。
但需改变扭杆预扭角，弹簧直径减小，尾门关闭初始力增大。
轿车行李箱盖内板冲压成形分析
致
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采 用 照 相 法 在 一 定 宽 度 的 Ｆ Ｃ 试 样 表 面 印 制 圆 形 Ｌ
网 格 ， 成 形 试 验 机 上 进 行 胀 形 试 验 ， 试 样 延 展 到 在 当
ｌ
ｌ ００
颈缩 时卸载 ， 工 具显微 镜下 测量 颈缩 区 的应变 量 。 在 在获得 Ｆ Ｃ 等特征 点后 ， 过 选 用指 定 的曲线变 化 Ｌ。 通
１ 引 言
文 献 标 识 码 ： Ｂ 对 该零 件成 形 的影 响 。
目前 ， 汽 车 工 业 产 品 结 构 正 面 临 着 不 断 的 调 整
和 变 化 ， 车 市 场 的竞 争 日趋 激 烈 。 因此 ， 高 汽 车 汽 提 产 品 质 量 和 降 低 成 本 十 分 重 要 ，这 就 为 材 料 供 应 商 和汽 车生产 厂 积极联 手建 立板 材性 能 与零件 的可成 形 性 的对 应 关 系 提 供 了 可 能 。 国 际 市 场 上 ， 择 合 在 选
值
ｒ 值
２０ ．７
编 号 方 向
Ｏ 。
／ ａ ＭＰ
１４ ３
／ ａ ＭＰ
２ ２ ８
／ ％
４ ７ ０２ ６ ．２
４。 ５
１
１ ４２
１ ７ ３
２ ９０
２ １ ８
４ ５
４ ６
Ｏ． ９ ２１
０２ ０ ．２
１９１ ．
２６ ．４
一
，
由于 在 中 间 部 位 存 在 大 折 弯 ， 折 弯 处 材 料 变 形 在
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文 章 编 号 ： ６ ２ ０ ２ （ ０ ８）４ ０ ６１ ０ １ ７ — １ １２ ０ ０ — ０ － ２
前机舱盖刚度试验报告
前机舱盖刚度试验报告
一、试验内容
测量车辆前机舱盖刚度及强度。
二、试验目的
确定前机舱盖的各工况下的刚度及强度。
三、试验仪器
白车身及局部刚度实验台包括机械部分和电气部分两大部分。
1.机械部分
✓加载装置
✓摆角装置
✓锁紧装置
✓移动装置
✓机架
2.电控部分
✓测力单元、显示器、计算机：测力单元接受力传感器的输出，在液晶显示器显示出来，根据满意程度选择保存或打印。
✓控制：开环和闭环控制。
✓6个采集箱：根据需要分别独立工作，一个采集箱采集10路变形。
四、试验数据采集
1.试验步骤
✓试验前检查设备情况，加润滑油
✓将前机舱盖固定在试验台上
✓确定测点位置，布置传感器
✓连接各信号电源线、驱动器线、传感器线
✓检测传感器与采集箱，确认连线均已正确连接
✓接通电源，启动计算机，开始试验
✓试验机可以正向或反向加载
✓试验结束，退出程序，关闭计算机及其电源
2.前机舱盖弯曲刚度试验：
✓固定铰链，在橡胶铰链处约束x方向，在锁扣中央施加垂直平面的500N 力
✓按照一定间距布置传感器，预加载消除间隙，考虑减去预加载时的位移或力读数
✓得到测点数据
3.前机舱盖扭转刚度试验：
✓固定车门及铰链处，在车门窗上角施加y向500N力
✓按照一定间距对称布置传感器，，得到位移差，预加载消除间隙，考虑
减去预加载时的位移或力读数
✓得到测点信息
五、试验数据分析
力与变形量数据采集
弯曲工况下，其刚度符合要求，强度亦符合要求。
扭转工况下，其测点中形变量最大为0.72mm，可行。
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汽车行李箱盖刚度分析
杜登惠 黄庆
泛亚汽车技术中心有限公司
汽车行李箱刚度分析
Decklid Stiffness Analysis for Some Cars
杜登惠 黄庆
(泛亚汽车技术中心有限公司 上海 )
摘要：本文通过MSC Nastran求解计算对汽车行李箱盖的刚度进行评估，通过对计算结果的分析，对行李箱盖的力学本质有了许多新的发现，根据这些新的发现，提出相应的改进方案，排解了设计工程师苦于难以提高行李箱刚度的困扰。
关键词：MSC Nastran，行李箱盖，刚度
Abstract: In this paper, the Software MSC Nastran is applied to simulate the decklid stiffness of some cars. Much mechanics about decklid are discovered through studying the simulation results, what’s more, many effective proposals are put forward to help decklid designer to improve the performance of decklid.
Key words: MSC Nastran Decklid Stiffness
1 背景
近年来，随着汽车改型换代加快，汽车行李箱盖成为频繁更改且更改较大的部件之一。
为了在很短的时间里设计出刚度很好的行李箱，需要在开发阶段用MSC Nastran软件对其刚度进行评估，对不满足刚度要求的结构提出有效的改进方案，得到设计工程师的认可后再进行验算，有力地支持设计工程师的设计工作，缩短了产品开发时间，保证项目顺利进行。
本文通过对某车型的行李箱盖进行各种刚度计算，来分析不同的改进方案对每种刚度的影响，从而进一步找到行李箱盖的一些力学现象和大幅度提高刚度的设计方向，有效支持设计工程师的设计工作。
行李箱盖主要由外板、内板、铰链、铰链加强板，锁加强板组成，外板和内板在外周包边，中间有胶连接，如图1所示。
为了保证行李箱盖在制造、运输、使用过程中不会有太大的变形和损坏，行李箱盖的设计需要满足一定的刚度值，主要刚度有：侧向刚度，扭转刚度，前端局部刚度，过开刚度，尾部纵向刚度，尾部切向刚度，等等。
图１某汽车的行李箱盖图２行李箱盖的有限元模型
2 有限元模型的建立
2.1 网格划分及连接
采用边长为10mm的壳单元进行网格划分。
铰链与内板及加强板处的螺栓连接孔要有两圈washer。
内外板之间的包边共节点，内外板之间的胶连接用一定刚度的弹簧连接。
行李箱盖的有限模型如图2所示，节点数大约２万。
2.2 材料
计算中所使用的材料参数如下：
所有零件材料均用上述参数。
3 分析与结果
对现有设计进行侧向刚度、扭转刚度、前端局部刚度、过开刚度、尾部纵向刚度和尾部切向刚度分析，得出每个刚度的位移，求出刚度值，并对主要工况的应变能图仔细研究。
图３、图４、图５分别为过开刚度、扭转刚度、侧向刚度的应变能图。
图３过开刚度应变能图图４扭转刚度应变能图
图５ 侧向刚度应变能图
图６ 改变行李箱铰链的截面和厚度通过对计算结果研究，发现铰链及铰链的布置、铰链加强板的设计和行李箱盖水平面与垂直面相接处的设计对刚度影响很大，下面就这几个方面分别分析。
（１）铰链的截面比厚度性价比更高，即增加截面可以在增加较小的质量（质量在某种意义上就代表cost）上获得较好的刚度。
在原始设计的基础上，将铰链的截面从20mm×20mm变为22mm×22mm，将厚度从2.0mm变为1.6mm，如图６所示。
结果是：铰链的质量下降了8.9%；侧向刚度上升了5.1%；扭转刚度上升了0.3%；过开刚度上升了2.3%。
（２）铰链与内板及加强板的连接孔间距增加可以提高刚度。
在原始设计的基础上，将铰链与内板及加强板的连接孔间距从60mm增加到70mm，如图７所示。
结果是：前端局部刚度增加了10.8%；尾部纵向刚度增加了2.1%；扭转刚度增加了1.7%；过开刚度增加了1.5%。
（３）侧向刚度计算的加载点和铰链在车身上的安装点比较，Ｚ向的位置对侧向刚度影响很大。
在原始设计的基础上，将计算侧向刚度的加载点Ｚ向抬高30mm，如图８所示。
结果是：侧向刚度提高了27%。
图８侧向刚度加载点Ｚ向抬高图7 改变行李箱铰链孔间距
（４）铰链加强板的设计对刚度影响很大。
(a) 在原始设计的基础上，将铰链加强板的靠前的加强筋的高度从2mm变为5mm，将加强筋延伸靠近螺栓连接孔，见图9。
结果是：侧向刚度增加了3.4%；扭转刚度增加了10.3%；
过开刚度增加了2.8%。
（b）在原始设计的基础上，将铰链加强板的一部分材料去掉，见图10。
结果是：侧向刚度下降了8%；扭转刚度下降了36.3%；过开刚度下降了50.0%。
图９改变铰链加强板上加强筋的设计图10去掉铰链加强板部分材料(５) 行李箱盖水平面与垂直面相接处的设计对刚度影响很大。
在原始设计的基础上，将靠两边的行李箱盖水平面与垂直面相接处的过渡改缓，即圆角半径变大，最高处相差8mm，如图11所示。
结果是：
侧向刚度增加了3.7％；
尾部纵向刚度增加了11.3％；
扭转刚度增加了9.5％；
图11 行李箱盖水平面与垂过开刚度增加了10.1％。
直面相接处的设计更改
4 结论
利用MSC Nastran软件计算可以为设计提高汽车行李箱的刚度提供方向性指导，并且在产品开发阶段取得了很好的成效。
(1)铰链的截面做得大一点，为了不增加质量，可以将厚度减小，结果对提高侧向刚度、扭转刚度、过开刚度都有好处；(2)将铰链与内板及加强板的靠前的连接孔向前移，则行李箱盖的前端局部刚度会提高很多；(3)将铰链加强板在Ｙ向做宽，焊点尽量布置远，对行李箱盖的扭转刚度非常有利；(4)将铰链加强板上的加强筋做强，且靠近螺栓连接孔，对行李箱盖的扭转刚度非常有利；(5)如果铰链在车身的安装点与侧向刚度加载点的ｚ向距离减小点，则对李箱盖的侧向刚度提高很大；(6)行李箱盖水平面与垂直面靠两边相接处设计得过渡平缓一点，使得此处的结构厚实一些，对提高行李箱盖的侧向刚度、尾部纵向刚度、扭转刚度、过开刚度都非常有利。
5 参考文献
[1] MSC Nastran 2005 Quick Reference Guide.。