Kuidas valida hinge küljel oleva liigendi paigaldusasend, et vältida liigendi FR -i

Ühiskonna arengu ja inimeste elatustaseme paranemisega on kasvanud nõudlus autode järele mugava transpordivahendina. Tarbijad pööravad autode ostmisel rohkem tähelepanu ohutusele ja kvaliteetsele vastupidavusele, selle asemel, et keskenduda lihtsalt pilkupüüdvatele uudsetele kujudele. Kasutajate vajaduste rahuldamiseks auto kasuliku eluea jooksul on autotööstuse usaldusväärsuse disaini eesmärk tagada, et autoosad saaksid oma funktsioone tõhusalt täita. Osade tugevus ja jäikus ise mängivad olulist rolli auto kasutusaja kindlaksmääramisel.

Üks olulisemaid kehakomponente, millele autoostjad sageli tähelepanu pööravad, on mootori kate. Mootori kaanel on mitu funktsiooni, sealhulgas mootoriruumi erinevate osade hooldamise hõlbustamine, komponentide kaitsmine, mootori müra isoleerimine ja jalakäijate ohutuse tagamine. Kapoti liigend, pöörlev struktuur kapoti kinnitamiseks ja avamiseks, mängib olulist rolli mootori katte toimimisel. Kapoti hinge tugevus ja jäikus on kapoti sujuva toimimise jaoks suur tähtsus.

26 000 km pikkuse sõiduki usaldusväärsuse maantesti ajal tuvastati probleem mootori kapoti hinge kere külgsuunas. Klambrit purunes ja mootori kapoti külghõngas eraldati keha külje hingest, põhjustades mootori kapoti korralikult fikseerimata ja sõiduohutuse kompromiteerivaid.

Sõiduki üldine jõudlus saavutatakse selle erinevate osade omavaheliste suhete ja sobitamise kaudu. Tootmis- ja kokkupanekuprotsesside ajal võivad ilmneda selliste tegurite nagu tootmise, tööriistade ja inimtegevuse tõttu. Need vead kogunevad ja võivad põhjustada maantestide ajal ebakõlasid ja probleeme. Katkise liigendi puhul leiti, et auto kapoti lukk ei olnud korralikult lukustatud, põhjustades teekatse ajal vibratsiooni X- ja Z -suundadel, põhjustades väsimuse mõju keha küljele.

Inseneripraktikas on osadel sageli auke või pilukonstruktsioone, mis on tingitud struktuurilistest või funktsionaalsetest nõuetest. Kuid katsed on näidanud, et osa kuju järsud muutused võivad põhjustada stressi kontsentratsiooni ja pragusid. Katkise liigendi korral toimus luumurd võlli tihvti kinnituspinna ja liigendipiiri nurga ristumiskohas, kus osa kuju muutub järsult, põhjustades kõrge stressi kontsentratsiooni. Osade purunemisele võivad kaasa aidata ka sellised tegurid nagu osa materjali tugevus ja konstruktsiooni kujundus.

Kõnealune keha külghõngas on valmistatud Saph400 terasest materjalist paksusega 2,5 mm. Terasplaadi mehaanilised ja tehnoloogilised omadused jäävad määratud väärtuste piires, mis näitab, et materjali valik oli sobiv. Maanteekoormuse all võivad autoosades siiski tekkida väsimuskahjustused. Keha külghõnga maksimaalne pingeväärtus arvutati 94,45MPa, mis on madalam Saph400 saagikuse tugevusest. See viitab sellele, et liigendmaterjal oli sobiv ja pinge kontsentratsioon vahes oli liigendi murru peamine põhjus.

Hingestruktuuri kujundus mängis ka liigendipuudulikkuses rolli. Hinge paigalduspinna ja X -telje vaheline nurk seati algselt temperatuuril 30 °, mis raskendas pärast paigaldamist kapoti ja poritiigi vahelise lõhe reguleerimise keeruliseks. Lisaks suurendas jõu tasakaalustamata toetus luumurdude riski. Hingevõlli tihvti kinnituspinna laius ja paksus mõjutasid ka pingejaotust. Võrdlus sarnaste struktuuridega näitas, et luumurd toimus siis, kui mõõtmed ületasid 6 mm.

Nende probleemide lahendamiseks pakuti välja mitu disainiparandust. Hinge kinnituspind kere küljel tuleks paigaldada võimalikult horisontaalselt või vähemalt kontrollitud vahemikus 15 °. Hinge paigalduspunktid ja võlli tihvt tuleks jõuülekande optimeerimiseks paigutada isoseelide kolmnurga. Stressi kontsentratsiooni ja väsimuse mõju vähendamiseks tuleks struktuuri optimeerida. Kinnituspinnal peaks olema laiem laius ja vähendatud kõverus, et parandada liigendi tugevust ja vastupidavust.

CAE tugevusanalüüsi tarkvara kaudu hinnati ja võrreldi mitmeid disainilahendusi. Skeem 3, mis hõlmas keskmise ribi eemaldamist, filee raadiuse suurendamist ja piirmehhanismi optimeerimist, näitas stressijaotuse osas parimaid tulemusi. Seda kinnitati täiendavalt teekatsete kaudu. Optimeeritud disain mitte ainult ei parandanud liigendi tugevust ja vastupidavust, vaid tagas ka mootori kapoti jalakäijate kaitsefunktsiooni.

Kokkuvõtteks võib öelda, et kapoti hinge kujundamine on mootori katte nõuetekohase toimimise ja ohutuse jaoks ülioluline. Hoolika analüüsi ja optimeerimise kaudu saab hinge konstruktsiooni kujundust parandada, et vähendada stressi kontsentratsiooni ja väsimuse mõju. See suureneb