在優(yōu)秀的汽車鈑金設(shè)計(jì)中,每一處細(xì)節(jié)都應(yīng)有其設(shè)計(jì)原由,并綜合考慮汽車車身總成及其單件的各項(xiàng)性能。在日系等國外高端車上,很多細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)都值得我們學(xué)習(xí)。汽車鈑金上的筋條雖小,但其可以對汽車的各項(xiàng)性能造成影響,如NVH強(qiáng)度、剛度、沖壓、焊接、涂裝、總裝、氣密性等。作為設(shè)計(jì)人員應(yīng)對其正反作用進(jìn)行充分的了解掌握,設(shè)計(jì)時(shí)做到有點(diǎn)方矢。
在汽車鈑金件上,并不是哪里都需要做筋,也不是有筋就比沒有筋好。汽車有眾多的性能要求,有時(shí)候,加強(qiáng)筋可改善某些性能,同時(shí)對另一些性能造成減損。如果在錯(cuò)誤的位置設(shè)計(jì)了錯(cuò)誤的加強(qiáng)筋,還會(huì)使汽車性能受到較大損害。所以,在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)關(guān)注加強(qiáng)筋條正反兩面的作用,避免錯(cuò)誤設(shè)計(jì)。以下是部分筋條設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及注意事項(xiàng)。
在需要設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋來加強(qiáng)零件時(shí),加強(qiáng)筋的方向應(yīng)與力的方向相同;若要做局部弱化,汽車沖壓件則需做筋的方向與力的方向垂直,如壓潰筋。根據(jù)力的傳遞方向不同,同樣的加強(qiáng)筋起不同的作用。
(1)在門檻梁等承載梁設(shè)計(jì)中,為提高其承載能力,有如下方法:降低大彎矩,或者采用合理的截面形狀,提高抗彎截面模量。故加強(qiáng)梁腔體部位的加強(qiáng)筋不能使主要加強(qiáng)截面巨變,否則會(huì)影響性能;加強(qiáng)筋也不宜使截面變小,這會(huì)使截面的慣性矩受影響。
(2)在整車彎曲工況、單邊上跳工況及負(fù)載等工況下,較高應(yīng)力區(qū)不宜做大型長型加強(qiáng)筋,這會(huì)使應(yīng)力集中在加強(qiáng)筋周邊部位造成鈑金開裂。
(3)加強(qiáng)筋不能做在沖壓減薄區(qū),如備胎坑轉(zhuǎn)角部位,減薄率較高,再加加強(qiáng)筋,會(huì)使過薄的板金開裂風(fēng)險(xiǎn)增高。
此外還有三角筋,筋上加筋,連貫筋等。實(shí)際上,不同形狀的加強(qiáng)筋在沖壓過程中會(huì)存在局部薄弱部位,可能出現(xiàn)起皺或局部減薄的情況。故若無大必要,加強(qiáng)筋不宜相互連接或過于復(fù)雜,不然在不同結(jié)構(gòu)條件下再加上不同的制造工藝,復(fù)雜的加強(qiáng)筋會(huì)比簡單加強(qiáng)筋更容易出現(xiàn)開裂情況,對整車性能起反作用。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,經(jīng)沖壓CAE分析鋼板的減薄率達(dá)到20%及以上的部位不宜再加筋。
實(shí)在需采用交又筋時(shí),應(yīng)考慮在交叉點(diǎn)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,交叉點(diǎn)的剛性較弱,所以在交叉點(diǎn)要注意設(shè)計(jì)圓角過渡,圓角半徑應(yīng)大于筋的寬度的兩倍。此外,加強(qiáng)筋的軸線為弧線時(shí),在振動(dòng)時(shí)易引起扭轉(zhuǎn),若無必要,應(yīng)使筋條軸線為直線。
加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)在注重其作用的時(shí)候,不但應(yīng)了解其負(fù)面作用,而且應(yīng)盡力彌補(bǔ)。