Jak wybrać pozycję instalacji zawiasu z boku ciała, aby zapobiec zawiasowi FR

Wraz z rozwojem społeczeństwa i poprawą standardów życia ludzi wzrosło zapotrzebowanie na samochody jako wygodny sposób transportu. Konsumenci zwracają teraz większą uwagę na bezpieczeństwo i jakość trwałości przy zakupie samochodów, a nie tylko skupiając się na przyciągających wzrokach kształtach. Aby zaspokoić potrzeby użytkowników w okresie użytkowania samochodu, projektowanie niezawodności motoryzacyjnej ma na celu zapewnienie, że części samochodowe mogą skutecznie wykonywać swoje funkcje. Siła i sztywność samych części odgrywają istotną rolę w określaniu życia samochodu.

Jednym z najważniejszych elementów ciała, na które często zwracają uwagę kupujący samochody, jest pokrycie silnika. Pokrycie silnika obsługuje wiele funkcji, w tym ułatwianie konserwacji różnych części w komorze silnika, ochronę komponentów, izolowanie hałasu silnika i zapewnienie bezpieczeństwa pieszych. Zawias kaptura, obracająca się konstrukcja do mocowania i otwierania kaptura, odgrywa kluczową rolę w funkcjonowaniu pokrywy silnika. Siła i sztywność zawiasu kaptura mają ogromne znaczenie dla gładkiego działania kaptura.

Podczas testu drogowego niezawodności pojazdu o długości 26 000 km problemu zidentyfikowano za pomocą wspornika bocznego ciała zawiasu z kapturem silnika. Wspornik pękł, a zawias po stronie maski silnika oddzielono od zawiasu po stronie ciała, co powoduje, że kaptur silnika nie jest odpowiednio ustalony i zagraża bezpieczeństwa jazdy.

Ogólna wydajność pojazdu jest osiągana poprzez wzajemne powiązania i dopasowanie jego różnych części. Podczas procesów produkcyjnych i montażowych mogą wystąpić błędy z powodu takich czynników, jak produkcja, oprzyrządowanie i działanie człowieka. Błędy te gromadzą się i mogą prowadzić do niedopasowania i problemów podczas testów drogowych. W przypadku złamanego zawiasu stwierdzono, że zamek kaptura samochodu nie został odpowiednio zablokowany, co spowodowało wibracje wzdłuż kierunków X i Z podczas testu drogowego, co prowadzi do wpływu zmęczenia na zawiasach z boku.

W praktyce inżynieryjnej części często mają otwory lub struktury szczelinowe ze względu na wymagania strukturalne lub funkcjonalne. Jednak eksperymenty wykazały, że nagłe zmiany w kształcie części mogą powodować stężenie naprężeń i pęknięcia. W przypadku złamanego zawiasu złamanie wystąpiło na skrzyżowaniu powierzchni montażowej wału i zakrętu granicznego zawiasu, gdzie kształt części zmienia się nagle, co prowadzi do wysokiego stężenia naprężenia. Czynniki takie jak wytrzymałość materiału części i projekt konstrukcyjny mogą również przyczyniać się do pęknięcia części.

Omawiany zawias po stronie ciała jest wykonany z materiału stalowego SAPH400 o grubości 2,5 mm. Właściwości mechaniczne i technologiczne płyty stalowej mieści się w określonych wartościach, co wskazuje, że wybór materiału był odpowiedni. Jednak uszkodzenie zmęczeniowe mogą wystąpić w częściach samochodowych pod obciążeniami drogowymi. Maksymalną wartość naprężenia zawiasu po stronie ciała obliczono na 94,45 MPa, czyli poniżej niższej granicy plastyczności SAPH400. Sugeruje to, że materiał zawiasowy był odpowiedni, a stężenie naprężeń w szczelinie było głównym powodem złamania zawiasowego.

Projekt struktury zawiasów odegrał również rolę w awarii zawiasu. Kąt między powierzchnią instalacji zawiasu po stronie ciała a osą X początkowo ustawiono na 30 °, co utrudniało dostosowanie szczeliny między maską a błotnikiem po instalacji. Ponadto niezrównoważone wsparcie siły zwiększyło ryzyko złamania. Szerokość i grubość powierzchni montażowej szpilki wału zawiasowego wpłynęła również na rozkład naprężenia. Porównanie z podobnymi strukturami wskazywało, że złamanie wystąpiło, gdy wymiary przekroczyły 6 mm.

Aby rozwiązać te problemy, zaproponowano kilka ulepszeń projektu. Powierzchnia montażowa po stronie ciała powinna być zainstalowana tak poziomo, jak to możliwe, a przynajmniej w kontrolowanym zakresie 15 °. Punkty instalacyjne zawiasu i szpilka wału powinny być ułożone w trójkąt Isosceles w celu optymalizacji transmisji siły. Strukturę należy zoptymalizować w celu zmniejszenia stężenia stresu i efektów zmęczenia. Powierzchnia montażowa powinna mieć szerszą szerokość i zmniejszoną krzywiznę w celu poprawy wytrzymałości i trwałości zawiasu.

Za pośrednictwem oprogramowania do analizy siły CAE oceniono kilka schematów projektowych. Schemat 3, który obejmował usunięcie środkowego żebra, zwiększenie promienia filetu i optymalizację mechanizmu granicznego, wykazał najlepsze wyniki pod względem rozkładu naprężeń. Został dalej zatwierdzony za pomocą testów drogowych. Zoptymalizowana konstrukcja nie tylko poprawiła wytrzymałość i trwałość zawiasu, ale także zapewniła funkcję ochrony pieszych w masce silnika.

Podsumowując, konstrukcja zawiasu kaptura ma kluczowe znaczenie dla właściwego funkcjonowania i bezpieczeństwa pokrywy silnika. Dzięki starannej analizy i optymalizacji projekt strukturalny zawias można poprawić, aby zmniejszyć stężenie stresu i efekty zmęczeniowe. To wzrośnie