一種SUV車型發(fā)艙縱梁后段加強板的優(yōu)化結(jié)構(gòu)

惠光輝（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

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一種SUV車型發(fā)艙縱梁后段加強板的優(yōu)化結(jié)構(gòu)

惠光輝
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

一種SUV車型發(fā)艙縱梁后段加強板，將發(fā)艙縱梁后段加強板的焊接邊寬度加長到30mm，保證可以實現(xiàn)兩排焊點的布置，增加了發(fā)艙縱梁后段加強板與地板及前圍之間的連接強度，避免了在加強板上開工藝缺口；同時焊接邊止口采用焊接邊花邊缺口可以減重并起到標(biāo)識焊點結(jié)合處的作用。

發(fā)艙縱梁后段加強板；碰撞；焊接厚度；優(yōu)化設(shè)計

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.070

CLC NO.: U463Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-213-03

引言

汽車發(fā)動機艙縱梁是正面碰撞時的主要傳遞路徑，合理的縱梁結(jié)構(gòu)大概可吸收整個碰撞能量的30%～50%[1]，所以發(fā)艙前縱梁與發(fā)艙后縱梁的連接強度直接影響力的傳遞路徑[2]，為了避免碰撞過程中，發(fā)艙后縱梁不發(fā)生折彎變形，通常在其內(nèi)部增加發(fā)艙縱梁后段加強板。在國內(nèi)由于焊接工藝限制，焊接總厚度不能超過5mm，如果超過5mm，則采用加強板開缺口的方式避免焊接厚度超過限制，或者將外側(cè)焊接邊切除。

下面介紹對某SUV車型的發(fā)艙縱梁后段加強板進(jìn)行優(yōu)化。

1、發(fā)艙縱梁后段加強板現(xiàn)有結(jié)構(gòu)

1.1現(xiàn)有設(shè)計方案

圖1所示為現(xiàn)有車型發(fā)艙縱梁后段位置搭接結(jié)構(gòu)，其中為了避免四層焊結(jié)構(gòu)，采用發(fā)艙縱梁后段加強板開缺口的形式或直接把外側(cè)焊接邊切除。

圖2所示為A-A截面，將發(fā)艙縱梁后段加強板開避讓缺口，使前圍板、發(fā)艙縱梁后段、前地板中央通道連接板三個件焊接一起，從而避免4層焊，保證焊接厚度小于5mm。

圖3所示為B-B截面，將發(fā)艙縱梁后段加強板開避讓缺口，使前圍板、發(fā)艙縱梁后段、前地板三個件焊接一起，從而避免4層焊，保證焊接厚度小于5mm。

圖3所示為C-C截面，將發(fā)艙縱梁后段加強板開焊接邊直接切除，使右前座椅安裝前橫梁、發(fā)艙縱梁后段、前地板三個件焊接一起，從而避免4層焊，保證焊接厚度小于5mm。

圖4所示為發(fā)艙縱梁后段加強板，為了保證焊接工藝焊接可行性，增加焊接避讓工藝缺口，切除部分焊接邊。

1.2現(xiàn)有技術(shù)方案的缺陷

以上所述某發(fā)艙縱梁后段位置搭接結(jié)構(gòu)，設(shè)計上存在問題，主要有以下2點：

1）發(fā)艙縱梁后段加強板避讓缺口較多，碰撞時產(chǎn)生的能量在缺口處集中，不能有效沿著縱梁向下一級傳遞，導(dǎo)致縱梁折彎變形，安全性能降低。

2）單排焊點設(shè)計，連接強度較弱，碰撞時產(chǎn)生的能量分散及傳遞效果不好。

2、發(fā)艙縱梁后段加強板優(yōu)化結(jié)構(gòu)

2.1優(yōu)化方案

為解決現(xiàn)方案中的在發(fā)艙縱梁后段加強板焊接邊開工藝避讓缺口以及切除局部焊接邊的問題，在優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計中，避免在發(fā)艙縱梁后段加強板上開工藝缺口及切除焊接邊，將發(fā)艙縱梁后段加強板與周邊件搭接處設(shè)計為兩排焊點，如圖5所示。

發(fā)艙縱梁后段加強板的焊接邊尺寸寬度推薦≧30mm，可以容納兩排焊點，如圖六，焊接邊尺寸a所示，焊接邊尺寸為b為發(fā)艙縱梁后段加強板與發(fā)艙縱梁后段及前地板之間的焊接邊尺寸，推薦寬度為15mm，可以容納一排焊點，同時焊接邊花邊缺口可以減重并起到標(biāo)識焊點結(jié)合處的作用如圖6所示。

如果發(fā)生前地板縱梁加強板與周邊件焊接厚度超過5mm，可將周邊件分成兩部分，一部分通過焊接邊尺寸b與其連接，剩余一部分通過焊接邊尺寸a與其連接，如圖7、圖8所示。

2.2優(yōu)化效果

該發(fā)艙縱梁后段加強板優(yōu)化后，解決了現(xiàn)有方案的缺陷，且產(chǎn)生了明顯的效益：

1）發(fā)艙縱梁后段加強板無避讓缺口，碰撞過程中，有效避免能量集中，使能量能傳遞下去，大大降低縱梁后段折彎的風(fēng)險，整車安全性能提升；

2）發(fā)艙縱梁后段加強板與周邊件設(shè)計為兩排焊點結(jié)構(gòu)，增加了與周邊件搭接件的連接強度，同時在不開缺口的前提下有效避免四層焊，實現(xiàn)焊接工藝要求。

3）優(yōu)化方案中發(fā)艙縱梁后段加強板焊接邊采用花邊缺口，局部減重的同時還起到焊點標(biāo)識得作用，有利于焊裝快速識別焊點位置，提升焊接效率。

3、結(jié)論

發(fā)艙縱梁后段加強板結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，能起到諸多利好作用，不僅有利于焊接工藝操作，提升焊接效率，同時還提升了加強板的強度性能，以及碰撞時能量更加及時有效地傳遞分散，使碰撞時的安全性能大大提升，保證了乘員駕乘的安全性。

[1]吳衛(wèi)楓,杜坤.發(fā)動機艙縱梁結(jié)構(gòu)對碰撞性能的影響分析.汽車制造業(yè)[J]2013（4）：54-56.

[2]廖洪慧,王純.汽車正面碰撞縱梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.汽車技術(shù)[J].2012（12）.

Optimization Design of Reinforce panel of engine compartment rear area side member structure

Hui Guanghui
（Anhui Jianghuai Automotive Co.,Ltd.,Anhui Hefei 230601）

Optimization Design of Reinforce panel of engine compartment rear area side member structure,it extend weld edge length to 30 mm,to ensure two rows of welding points can be arranged.Through this,it enhance the connection strength between Reinforce panel and floor panel and fire wall panel,avoid cutting technological nick on the reinforce panel,and lace welding edge structure decrease the weight and can be the sign of welding point.

Reinforce panel of engine compartment rear area side member; Crash; Welding thickness; Optimization Design

U463

A

1671-7988（2016）08-213-03

惠光輝，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心車身設(shè)計研究院。