中體卡車前圍結構及其強度校核

摘 要 前圍分類及中體車前圍的結構，并運用Catia對其進行強度有限元分析。

關鍵詞 分體式前圍 整體式前圍 有限元分析 應力集中

整體式前圍板即前圍板與大燈、格柵的支架為一個整體構件，由模具一起沖壓而成，其優點是大燈等件的裝配誤差好控制，裝配效果好，安裝也比較方便；缺點是模具制造相對較困難，前期投入的成本比較高。隨著模具制造水平的不斷提高，在平頭卡車中整體式前圍用的越來越廣泛。

前圍結構：

中體車車前圍板如圖1所示：

1、中體車前圍板弧形部分設計的較以往車型在X負方向增加了23mm，，經過CAE鈑金件沖壓可行性分析，圖中1處的地方容易出現拉延過深而產生裂紋，經過工藝部門的分析，提高模具表面研磨精度及在走料時增加刺破孔解決此類問題。

2、前風檔口和側圍連接的部位沿用現生產車型的狀態，因前柱總成左/右不發生變化，這樣焊接卡具也可沿用。

3、前圍裝飾板采用多點安裝，安裝點位置更加合理，安裝后效果更好。

4、格柵安裝的結構上面采用6個長方形安裝點，下面采用4個長方形安裝點（橫梁上2個），下面橫梁中間部位的3個孔為前圍支撐板下安裝孔，上安裝孔位于地板上，起到加強前圍下面橫梁作用，進而防止橫梁變形而導致的格柵變形。

5、大燈部分的安裝依據大燈的數模設計成圖中3的結構，采用4點安裝，安裝牢固可靠，安裝點位置根據與格柵及前側圍板間隙、面差設計。

前圍結構的強度校核：

汽車行駛當中最重要的就是安全，結構設計的是否合理，是否符合強度標準是直接關系到人身安全的重要因素，因此進行結構的強度校核是十分必要的。

這里采用Catia計算機輔助設計軟件的CAE有限元分析模塊進行靜態強度分析，結果如圖2：

圖2是分析后的前圍變形圖，中間圈出的區域為變形嚴重區，強度較差，應采用一定的加強措施。

圖3 是中間增加一根加強梁后軟件分析計算后劃分的應力圖，在中間曲率變化平坦區四周的倒圓角區是應力相對較集中的地方，但在給定的作用下的安全值之內，因此符合設計要求。

圖4是中間焊接一根加強梁分析后的變形圖，中間部分因焊接了一根加強梁，所以變形不明顯，強度很好，兩邊的圈出區域是變形嚴重的區域，強度較弱，不符合設計要求，因此兩邊應再各焊接一根加強梁以達到設計要求，提高安全系數。

通過以上論述，當今計算機的應用在汽車設計領域起到了廣泛的應用，可以大大的提高工作效率，縮短新產品開發的周期，減少重復設計的次數，尤其在國外各大汽車行業中，從汽車產品設計初期到批量生產已經完全實現了計算機三維化設計和模擬裝配，從單個零件設計到整車裝配都在數字化階段把誤差和風險降到允許范圍內，這樣在產品上市之后才有更佳的質量，更具市場競爭力。

在實際設計過程中合理利用分析可以較早的發現設計當中存在的問題，進而使設計更加合理，為提高整個產品的設計質量打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]汽車工程手冊[M].人民交通出版社.

[2]汽車摩托車強制性標準匯編[M].汽車技術標準化研究所.

[3]CATIA有限元分析教程[M].清華大學出版社

[4]國外商用卡車駕駛室設計技術.熱點模具網.

（作者單位：沈陽金杯車輛制造有限公司微型車設計處）