Come scegliere la posizione di installazione della cerniera sul lato del corpo per prevenire la cerniera FR1

Con lo sviluppo della società e il miglioramento degli standard di vita delle persone, le auto sono diventate un mezzo di trasporto preferito per sempre più consumatori. Quando acquistano auto, i consumatori prestano maggiore attenzione alla sicurezza e alla durata della qualità, piuttosto che alle sole forme accattivanti. Soddisfare le esigenze degli utenti all'interno della vita utile delle parti auto è l'obiettivo principale della progettazione dell'affidabilità automobilistica. La resistenza e la rigidità delle parti influenzano direttamente la durata dell'auto.

Uno dei componenti del corpo più accattivanti di un'auto è il coperchio del motore. Serve molteplici funzioni, tra cui facilitare la manutenzione di varie parti nel vano motore, la protezione dei componenti del motore, l'isolamento del rumore del motore e la protezione dei pedoni. La cerniera del cofano, come struttura rotante per il fissaggio e l'apertura del cofano, svolge un ruolo vitale nella funzionalità della copertura del motore. La forza e la rigidità della cerniera del cofano hanno un grande significato nel garantire che funzioni correttamente.

Durante un test di affidabilità del veicolo di 26.000 km, la staffa laterale del corpo della cerniera del cappuccio del motore si è rotta, causando il fissaggio del cofano del motore, compromettendo così la sicurezza di guida. Dopo aver analizzato la causa dell'interruzione della cerniera, è stato riscontrato che gli errori nella produzione, negli utensili e nei processi di funzionamento umano possono accumulare e causare disallineamenti nell'intero gruppo del veicolo. Ciò può portare a problemi come il rumore anormale e l'interferenza durante i test su strada. In questo caso particolare, la faglia era dovuta al blocco del cofano non era adeguatamente bloccato al secondo livello, con conseguenti vibrazioni lungo le direzioni X e Z che hanno causato effetti di fatica sulle cerniere del lato del corpo.

Nella pratica ingegneristica, le parti hanno spesso fori o strutture scanalate per motivi funzionali o strutturali. Tuttavia, gli esperimenti mostrano che improvvisi cambiamenti nella forma di una parte possono portare a 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 improvvisamente. Inoltre, fattori come la forza del materiale parziale e la progettazione strutturale possono anche contribuire al fallimento della parte.

La cerniera laterale del corpo era realizzata in materiale in acciaio SAPH400 con uno spessore di 2,5 mm. Le proprietà del materiale hanno indicato che la resistenza articolare del materiale era sufficiente per resistere allo stress imposto. Pertanto, si è concluso che la selezione del materiale della cerniera era corretta. La frattura era principalmente causata dalla concentrazione di stress sul divario.

Ulteriori analisi hanno rivelato che anche i punti di installazione e la struttura della cerniera hanno svolto un ruolo significativo nel suo fallimento. L'angolo inclinato della superficie di installazione della cerniera sul lato corpo e la disposizione dei punti di montaggio è risultato essere fattori critici. Il triangolo obliquo formato dalla connessione a tre punti tra il punto di installazione del bullone della cerniera e il perno dell'albero della cerniera ha prodotto un supporto sbilanciato e 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 funzionalità e la vita della cerniera. I confronti con strutture simili hanno rivelato che la dimensione massima dal foro del perno dell'asse al bordo della superficie di montaggio dovrebbe essere limitata a 6 mm per ridurre la concentrazione di sollecitazione.

I suggerimenti di progettazione basati sull'analisi includevano: (1) che controllano l'angolo tra la superficie di montaggio della cerniera sul lato corpo e l'asse X a 15 gradi o meno, (2) progettando la cerniera e il pin dell'albero di installazione dei punti in una configurazione del triangolo isoscele per la configurazione limite di ottimizzazione.

In conclusione, la progettazione della cerniera del cofano è fondamentale per garantire la soddisfazione del cliente per la funzionalità del cofano. Ottimizzando la progettazione e affrontando i problemi relativi alla forma, alla trasmissione della forza e ai punti di installazione, il rischio di fallimento può essere ridotto al minimo, migliorando l'affidabilità complessiva e la durata dell'auto.