Come scegliere la posizione di installazione della cerniera sul lato del corpo per prevenire la cerniera FR

Con lo sviluppo della società e il miglioramento degli standard di vita delle persone, la domanda di auto come mezzo di trasporto confortevole è aumentata. I consumatori stanno ora prestando maggiore attenzione alla sicurezza e alla durata della qualità durante l'acquisto di auto, piuttosto che concentrarsi solo su nuove forme accattivanti. Al fine di soddisfare le esigenze degli utenti nella vita utile di un'auto, il design dell'affidabilità automobilistica mira a garantire che le parti auto possano svolgere le loro funzioni in modo efficace. La forza e la rigidità delle parti stesse svolgono un ruolo vitale nel determinare la durata dell'auto.

Uno dei componenti del corpo più importanti a cui gli acquirenti di auto spesso prestano attenzione è la copertura del motore. Il coperchio del motore svolge molteplici funzioni tra cui la manutenzione di facilitazione di varie parti nel vano motore, la protezione dei componenti, l'isolamento del rumore del motore e la garanzia della sicurezza pedonale. La cerniera del cofano, una struttura rotante per il fissaggio e l'apertura del cofano, svolge un ruolo cruciale nel funzionamento della copertura del motore. La forza e la rigidità della cerniera del cofano hanno un grande significato per il funzionamento regolare del cofano.

Durante un test di affidabilità del veicolo di 26.000 km, è stato identificato un problema con la staffa laterale della cerniera del cappuccio del motore. La staffa si è rotta e la cerniera laterale del cofano del motore è stata separata dalla cerniera del lato del corpo, facendo sì che il cofano del motore non sia in grado di essere risolto correttamente e compromettendo la sicurezza di guida.

Le prestazioni complessive di un veicolo si ottengono attraverso l'interrelazione e la corrispondenza delle sue varie parti. Durante i processi di produzione e assemblaggio, possono verificarsi errori a causa di fattori come la produzione, gli strumenti e il funzionamento umano. Questi errori si accumulano e possono portare a mancata corrispondenza e problemi durante i test su strada. Nel caso della cerniera rotta, si è scoperto che la serratura del cofano dell'auto non era stata adeguatamente chiusa, con conseguenti vibrazioni lungo le direzioni X e Z durante il test su strada, portando a effetti di fatica sulle cerniere del lato del corpo.

Nella pratica ingegneristica, le parti hanno spesso fori o strutture scanalate a causa di requisiti strutturali o funzionali. Tuttavia, esperimenti hanno dimostrato che improvvisi cambiamenti nella forma di una parte possono provocare concentrazione di stress e fessure. Nel caso della cerniera rotta, la frattura si è verificata all'intersezione della superficie di montaggio del perno dell'albero e dell'angolo del limite della cerniera, dove la forma della parte cambia bruscamente, portando ad un'elevata concentrazione di stress. Fattori come la forza del materiale parte e la progettazione strutturale possono anche contribuire alla rottura della parte.

La cerniera del lato del corpo in questione è realizzata in materiale in acciaio SAPH400 con uno spessore di 2,5 mm. Le proprietà meccaniche e tecnologiche della piastra di acciaio rientrano nei valori specificati, indicando che la selezione del materiale era appropriata. Tuttavia, possono verificarsi danni alla fatica nelle parti auto sotto carichi stradali. Il valore di sollecitazione massimo della cerniera del lato del corpo è stato calcolato come 94,45 MPA, che è inferiore alla resistenza di snervamento inferiore di SAPH400. Ciò suggerisce che il materiale della cerniera era adatto e la concentrazione di stress al divario era la ragione principale della frattura della cerniera.

Anche il design della struttura della cerniera ha avuto un ruolo nell'insufficienza della cerniera. L'angolo tra la superficie di installazione della cerniera sul lato corpo e l'asse X è stato inizialmente impostato a 30 °, il che ha reso difficile regolare lo spazio tra il cofano e il parafango dopo l'installazione. Inoltre, il supporto sbilanciato della forza ha aumentato il rischio di frattura. La larghezza e lo spessore della superficie di montaggio del perno dell'albero della cerniera hanno anche influenzato la distribuzione dello stress. Un confronto con strutture simili ha indicato che la frattura si è verificata quando le dimensioni hanno superato 6 mm.

Per affrontare questi problemi, sono stati proposti diversi miglioramenti del design. La superficie di montaggio della cerniera sul lato del corpo dovrebbe essere installata il più orizzontalmente possibile, o almeno all'interno di un intervallo controllato di 15 °. I punti di installazione della cerniera e del perno dell'albero devono essere disposti in un triangolo isoscele per ottimizzare la trasmissione della forza. La struttura dovrebbe essere ottimizzata per ridurre la concentrazione di stress e gli effetti di affaticamento. La superficie di montaggio dovrebbe avere una larghezza più ampia e una curvatura ridotta per migliorare la resistenza e la durata della cerniera.

Attraverso il software di analisi della forza CAE, sono stati valutati e confrontati diversi schemi di progettazione. Lo schema 3, che includeva la rimozione della costola media, l'aumento del raggio del filetto e l'ottimizzazione del meccanismo di limite, ha mostrato i migliori risultati in termini di distribuzione dello stress. È stato ulteriormente validato attraverso i test su strada. Il design ottimizzato non solo ha migliorato la resistenza e la durata della cerniera, ma ha anche assicurato la funzione di protezione pedonale del cofano del motore.

In conclusione, la progettazione della cerniera del cofano è cruciale per il corretto funzionamento e sicurezza del coperchio del motore. Attraverso un'attenta analisi e ottimizzazione, la progettazione strutturale della cerniera può essere migliorata per ridurre la concentrazione di stress e gli effetti della fatica. Questo aumenterà