加装定速巡航
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10.16638/jki.1671-7988.2019.16.048
某乘用车电动尾门安装点刚度提升研究
成都车展奶展
李广，闫跃奇，杨春花，
（奇瑞汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241009）
摘 要：汽车电动尾门为车主提供很大便利，驱动气弹簧和普通气弹簧结构差异较大，对整车布置、车身结构、性能等要求各不同。针对某配备电动尾门新开发SUV 车型，利用Hypermesh 软件建立车身模型，进行拓扑优化分析研究，结合项目开发周期、工艺和成本等因素，寻并确定合理车身结构设计。通过实车试验验证，电动尾门骨架侧安装点刚度等性能满足实际要求。 关键词：电动尾门；刚度；结构优化
混凝土搅拌车图片中图分类号：U462  文献标识码：A  文章编号：1671-7988(2019)16-132-03
A Study on Enhance the Mouting Point Stiffness of Vehicle Power Lift Gate
Li Guang, Yan Yueqi, Yang Chunhua, Chen Yun
( Chery Automobile Co. Ltd., Anhui Wuhu 241009 )
Abstract: The power lift gate of automobile provides great convenience for the owner. The structure of driving gas spring is different from that of common gas spring, and the requirements for the layout,
body structure and performance of the automobile are different. Aiming at a newly developed SUV with power lift gate, the body model is established by Hyper -mesh, and the optimization analysis is carried out. The reasonable body structure is found and determined by combining the factors of project period, process and cost. The test results show that the stiffness of the body point of the power lift gate meets the actual requirements.
Keywords: Power lift gate; Stiffness; Structure optimization
CLC NO.: U462  Document Code: A  Article ID: 1671-7988(2019)16-132-03
前言
随着汽车技术的不断发展，人们越来越重视汽车的安全性和使用功能的便利性。电动尾门作为一项技术在汽车上使用越来越多。汽车尾门作为车身结构的重要组成部分，其外部造型，内在零部件的刚强度以及匹配度等必须满足整车性能的要求[1]。目前市场上某合资品牌车型就出现电动尾门安装区域变形的严重问题（见图1）。因此，电动尾门安装点的刚度对整个系统的安全运行起到非常关键的作用。
本文通过某乘用车项目电动尾门安装点（车身骨架侧）刚度提升过程研究，提供一种车身正向开发的方法。通过有
限元Hypermesh 仿真分析，改进车身结构设计方案，并通过
实车试验验证。
图1  故障车图片
1 分析计算
1.1 模型建立
根据Hypermesh 软件建立车身模型网格，受力模型图（见
作者简介：李广，学士，工程师，就职于奇瑞汽车股份有限公司。
李广 等：某乘用车电动尾门安装点刚度提升研究
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图2）。
图2  受力模型图
1.2 受力分解
电动尾门控制器的控制对象主要是电动撑杆和尾门锁。电动撑杆主要由电机、推杆、齿条传动机构和支架组成，主要用来打开和关闭尾门。其中电机内部集成了霍尔传感器，在门开和关闭的过程中，用于防夹功能的判断。尾门锁主要由电机、电机拉线和齿轮等组成，当要打开尾门时，电机首先解锁，尾门被释放；当关闭尾门时，电机驱动门锁闭锁，并将尾门拉紧到全锁状态，关闭尾门[2]。根据网格模型力值计算和分解，在尾门关闭状态，电动撑杆输出力1661N ，平衡杆输出力833N ，安装点处的受力PLG 配置远大于普通气弹簧配置（约为2倍）（见表1），模型分析受力图见（见图3）。故安装点刚度要求较高。
表1  受力分解图
图3  初版分析应力图 表2  方案明细表
1.3 方案计算
根据初版数据分析结果，老车型分析结果后背门安装点刚度1006 N/MM ，优化方案如下（见表2），整改后1201N/ MM 。①D 柱加强板延长，厚度增加0.3mm ，增加隔板；②D 柱上连接板延长，厚度增加0.3mm ；③增加C 柱上连接板；
④C 柱加强板截面加大，并起筋；⑤CD 连接板截面和高度加大，并起筋⑥后顶横梁加强板厚度增加0.4mm 。
长春华港二手车市场优化后分析模型受力图，D 柱整体框架变形位移量明显减小（见图4和图5）；尾门铰链安装安装点刚度提升幅度15%。
图4  应力图优化前
图5  应力图优化后
局部关键零件受力图（见图6），较弱的框架结构得到连续连接加强后，受力更合理：
图6  局部受力应力图
2 试验验证
2.1 车身固定
在水平地板上，放置四个夹槽夹具，车身水平放置在夹槽夹具上没确保门槛下止口边落于夹槽夹具中，且正对左右前门槛最前端和左右后门槛最后端，夹紧止口边固定。 2.2 试验方法
安装机械加载系统、载荷传感器和加载头沿安装点轴线
加载载荷，且指向安装点内部（见图6）。沿载荷加载方向在
汽车实用技术
134 被测点处布置位移传感器，用以测试测量点在最大载荷时变形量。记录三组有效试验数据（有效数据范围约为20% Fmax ～100%Fmax ）并绘制安装点加载变形关系曲线，并导出加载变形线性函数F=ks+b ，并求出平均静态刚度值。
公式F=ks+b 中 F ：载荷(N) K ：静态刚度(N/mm) S ：变形量(mm) b ：零点修正值 3.3 试验结果
安装点刚度1180N/MM 。整车实际路试及匹配效果良好（见图7）。
图7  实车试验状态
图8  整车状态
3 结论
晶锐和polo
利用CAE 软件Hypermesh ，对CD 柱结构和材料进行优化，到了提高尾门安装点刚度优化方案，后部框架整体提高刚性基础上，局部也进行增强。并结合实车试验测试，尾门安装点刚度和CAE 较吻合，提升幅度15%，路试及试验无问题。为项目节省了时间，有效提高了项目开发效率。
参考文献
[1] 于显峰，赵兵，乔鑫，刘莹，陈龙.汽车尾门电撑杆－车身安装点变形
过大的分析[J].汽车工程师,2017(4):53.
[2] 曹尚贵，李建才，胡啸，陈飞.基于CAN 通讯的电动尾门控制系统[J].
中国高新区, 2017(11):18.
（上接第124页） 使结构更加紧凑。
（2）基于重型商用车前端牵引装置的相关标准及法规，并结合实际使用情况，进行了扭转和牵引工况的CAE 分析，设计出满足新产品开发所需的重型商用车前牵引支座，水平±25°方向牵引工况（包括拉伸和压缩）比其它工况恶劣。
（3）确定了本文所建CAE 分析模型与试验结果的差异，得出CAE 分析时采用线性材料建模，在未达到材料屈服强度前，CAE 应力值可以较准确的预测零件结构的应力，达到材料屈服强度后，CAE 应力值比测试应力值稍大，且随着载荷增大CAE 值与试验测试值的差异逐渐增大，该结论可以推广
到其它CAE 分析中，具有较高的参考价值。
参考文献
[1] 张文博.重型商用汽车前牵引装置设计[J].汽车实用技术,2012 (2):
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[2] 何代澄.某商用车车架CAE 与台架试验对比分析[J].汽车实用技
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[3] 周传月，郑红霞，罗慧强. MSC.Fatigue 疲劳分析应用与实例[M].
北京：科学出版社, 2005.
[4] 刘鸿文.材料力学Ⅰ第5版[M].北京：高等教育出版社, 2011.二手车信息