Descrizione e analisi del miglioramento della progettazione strutturale della piastra di rinforzo della cerniera di sollevamento

Negli ultimi anni, il rapido sviluppo dell'industria automobilistica del mio paese è stato notevole, in particolare con l'aggiunta di marchi di proprietà e joint venture. Questa crescita ha portato a una graduale riduzione dei prezzi delle automobili, inondando il mercato dei consumatori con decine di migliaia di veicoli prodotti ogni anno. Man mano che il progresso dei tempi e il reddito delle persone migliorano, il possesso di un'auto è diventato un mezzo di trasporto comune per migliorare sia l'efficienza della produzione che la qualità della vita.

Tuttavia, con l'espansione dell'industria automobilistica, c'è stato un aumento dei richiami di auto a causa di problemi di progettazione. Questi incidenti servono da promemoria che quando si sviluppano nuovi prodotti, è fondamentale non solo considerare il ciclo e il costo di sviluppo, ma anche prestare molta attenzione alla qualità del prodotto e alle esigenze degli utenti. Per garantire un migliore controllo di qualità, sono state introdotte regolamenti più rigorosi, come il "tre legge garanti" per i prodotti automobilistici. Questo atto stabilisce che il periodo di garanzia non dovrebbe essere inferiore a 2 anni o 40.000 km, o 3 anni o 60.000 km, a seconda del prodotto. Pertanto, è fondamentale concentrarsi sulle prime fasi dello sviluppo del prodotto, ottimizzare la struttura ed evitare la necessità di correzioni successive.

Un'area specifica di preoccupazione nel settore automobilistico è la progettazione della piastra di rinforzo della cerniera di sollevamento. Questo componente è saldato ai pannelli interni ed esterni del Liftgate per fornire un punto di montaggio per la cerniera e garantire la resistenza del punto di installazione. Tuttavia, l'area della cerniera spesso sperimenta una concentrazione di stress e un carico eccessivo, che è stata una sfida persistente. L'obiettivo è ridurre il valore di sollecitazione in quest'area attraverso una corretta progettazione e ottimizzazione della struttura della piastra di rinforzo della cerniera.

Questo articolo si concentra sull'affrontare il problema delle crack nel pannello interno alla cerniera della piastra di rinforzo della cerniera di sollevamento durante i test su strada del veicolo. Lo studio mira a trovare il modo di ridurre i valori di sollecitazione sperimentati dalla lamiera nell'area della cerniera. Ottimizzando la struttura della piastra di rinforzo della cerniera, l'obiettivo è raggiungere uno stato ottimale che riduce lo stress e migliora le prestazioni del sistema di sollevamento. Gli strumenti di ingegneria assistita da computer (CAE) sono utilizzati nel processo di ottimizzazione strutturale per migliorare la qualità della progettazione, abbreviare il ciclo di progettazione e salvare i costi associati ai test e alla produzione.

Il problema di cracking nel pannello interno alla cerniera viene analizzato e attribuito a due fattori. In primo luogo, i confini sfalsati della superficie di installazione della cerniera e il limite superiore della piastra di rinforzo della cerniera si traducono nel pannello interno esposto a una maggiore sollecitazione. In secondo luogo, la concentrazione di sollecitazione si verifica all'estremità inferiore della superficie di montaggio della cerniera, superando il limite di snervamento della piastra e portando a cracking.

Sulla base di questi approfondimenti, vengono proposti diversi schemi di ottimizzazione per affrontare il problema del cracking. Questi schemi prevedono la modifica della struttura della piastra di rinforzo della cerniera e l'estensione dei suoi confini per eliminare i punti di concentrazione dello stress. Dopo aver condotto calcoli CAE per ciascun schema, si stabilisce che lo schema 4, che prevede l'estensione della piastra di rinforzo all'angolo del telaio della finestra e la saldatura alle piastre interne ed esterne, mostra la riduzione più significativa del valore di sollecitazione. Sebbene questo schema richieda cambiamenti nel processo di produzione, è considerato l'opzione più fattibile e vantaggiosa.

Per convalidare l'efficacia degli schemi di ottimizzazione, vengono creati campioni manuali delle parti modificate. Questi campioni vengono quindi incorporati nel processo di produzione del veicolo e viene condotto un test su strada di affidabilità. I risultati mostrano che lo schema 1 non riesce ad affrontare il problema di cracking, mentre gli schemi 2, 3 e 4 risolvono correttamente il problema.

In conclusione, attraverso l'analisi, l'ottimizzazione, i calcoli CAE e la verifica dei test su strada della piastra di rinforzo della cerniera, viene sviluppato uno schema di progettazione strutturale ottimale per ridurre i valori di sollecitazione e migliorare le prestazioni del sistema di sollevamento. Questo design migliorato guiderà lo sviluppo futuro della struttura della piastra di rinforzo a cerniera nei progetti dei veicoli. Tuttavia, è importante considerare la praticità e il rapporto costo-efficacia dell'implementazione di queste misure di ottimizzazione, in quanto possono richiedere aggiustamenti al processo di produzione e sostenere spese aggiuntive. Tuttavia, dando la priorità alla qualità del prodotto e alle esigenze degli utenti nelle prime fasi dello sviluppo, l'industria automobilistica può continuare a innovare e fornire veicoli sicuri e affidabili ai consumatori.