Engineering Equipment and Materials| 工程设备与材料 | ·109·2016年11月
滕永霞1，邓永清2
（1.青岛华瑞丰机械有限公司，山东 青岛 266555；2.力神（青岛）新能源有限公司，山东 青岛 266555）
摘 要：汽车钣金上加强筋的应用及设计需要引起人们的重视，文章首先对汽车钣金加强筋的作用作了分析，接着对加强筋的设计关键及注意事项作了研究，希望为汽车钣金加强筋在汽车上的应用及设计提供帮助。
关键词：汽车钣金；加强筋；作用；设计
中图分类号：U463 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2016）11-0109-01
加强筋条大量应用在制造业，在汽车行业也是这样。许多的汽车车体钣金上都装有加强筋，有特别要求的外观面除外。加强筋的作用在于增强部分区域的强度、刚度，提高噪音、振动与声振粗糙度（NVH）特性等。除了重要部分外，日常安装的加强筋对汽车的使用没有太大影响，故加强筋的设计及应用在汽车行业
的应用不及碰撞能力、轻量化等功能类似受到过多的关注。而且，汽车钣金上的加强筋包括了汽车以及机械性能，它在各种汽车以及机械资料中涉及不多，因此，尽管汽车对加强筋的应用很多，研究却不深入。
但是，在现实的汽车钣金研究、生产及整车核验流程中会看到，加强筋对汽车的应用相当重要。加强筋的科学设计及应用，能够对汽车性能、生产工艺等有很高的完善效果，提升性能的代价也不高。而且在不合适的位置安装加强筋，会导致开裂等破坏产生，降低汽车性能。因此，对汽车钣金加强筋的设计非常关键。文章接下来对汽车钣金加强筋的作用及设计关键等简单分析。
1 汽车钣金加强筋的作用
1.1 增强NVH性能
汽车产生的噪音，是当前影响城市环境的重要原因之一。汽车需要给司机准备优良的操作环境。NVH是影响汽车整体水平的一项关键标准。汽车的NVH情况是全球汽车行业各大汽车生产公司以及附属公司重视的整车特性之一。其中，减少前隔断辐射功率以及对座位舱的震动辐射噪音是NVH的一项重要指标。加强筋的科学设计能够改进这一指标。比如，某汽车前围板中段和两边轮罩部分加装了加强筋之后，司机耳边的辐射声压级最高值从130dB/N减到71dB/N，极大地改进了前隔断的辐射功率级以及对司机耳边噪音的辐射声压级。
1.2 增强强度性能
强度指的是金属素材在力量施压下能够永不变形以及裂变的性能。金属在力量施压下的改变主要包括：弹性改变、弹塑性改变以及断裂等3个持续的步骤。在压力到了变形限度时，金属会产生显著的塑性改变；当压力到强度限度时，金属会断裂。在适当的区域添加加强筋，可增加区域强度，减少失效危险。
1.3 增强刚度性能
刚度是指金属或组织在受压时抗击弹性变形的效能。弯曲件有回弹情况，在研究弯曲件时须增加其变形区域的刚性。比如，在转弯位置添加加强筋等，可提升冲压件的强度、刚度，降低回弹。支架添加加强筋后，增强零件刚度，回弹量降低。
2 设计关键及注意事项
在汽车钣金上，并不需要到处都安装加强筋，也不是说有加强筋就一定效果更好。汽车有各种各样的功能需求，有的情况下，加强筋能够改进某些功能，也有可能对别的什么功能造成影响。假设在不正确的区域安装了不正确的加强筋，还有可能造成汽车整体的损坏。因此，在设计时，需要注意加强筋条对汽车整体的应用，以免产生反效果。下面介绍下一些加强筋设计的关键及注意事项。
2.1 注意力的传递方向
在须安装加强筋来增强零件时，加强筋的方位必须跟力的导向一致；如果需要部分弱化，则须注意方向跟力的方向垂直，比如，压溃筋。依据力的导向情况，一样的加强筋有着不同的效果。
2.2 了解加强筋的薄弱部位
加强筋最简约的构型是一条长条状的柱体以直线形状附在部件的表面上，另外还有三角筋等等。事实上，各种外形的加强筋在冲压流程中会位于局部脆弱位置。因此如果不是特别要求，加强筋不必互相接续或过于繁复，否则在各种构造情况下再有不一样的制作工艺，繁复的加强筋会比简单的加强筋更易于产生断裂现象，对汽车性能造成反效果。实际证明，经冲压 CAE 分析钢板的减薄率到了 20%及之上的位置不须再加筋。
2.3 掌握结构和整车性能
在门槛梁等支撑设计中，为增强其支撑效能，有下面的办法：减少最高弯矩，或者应用科学的截面外形，增强抗弯截面模量。因此，增强梁腔体区域的加强筋不可以使关键的加强截面剧变，不然会降低性能；加强筋也不宜使截面变低，这会造成截面的惯性矩受干扰。因此，门槛内板与侧围构成的腔体就须维持一致，内板的加强筋就应朝向内部，而不宜朝向外面。
3 结束语
汽车钣金是什么科学的汽车钣金设计中，各个位置都有它的设计原因，并整体考量汽车车身总承及各个单件的性能。在国外全球性高端车上，许多细节设计都值得我们学习。汽车钣金上的筋条尽管不大，但其能够对汽车的整体应用产生影响，如噪音、振动与声振粗糙度、强度、刚度等等。作为设计人员须对其各种应用做到完全的熟悉掌握，设计时达到有针对性。文章讲的是实际设计流程中技术应用与生产经验的累积，在我国汽车产业向更高水平前进的过程中，汽车钣金筋条的设计还需要继续深入挖掘。
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DOI:10.19537/jki.2096-2789.2016.07.072
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