頂蓋踩踏開裂的原因分析及加強措施探討

張華　李永山

摘要：本文介紹汽車頂蓋結構及加強措施，結合某車型因踩踏開裂的問題分析及整改措施，為頂蓋偏軟問題提供借鑒和指導。

關鍵詞：頂蓋；加強措施；仿真

1引言

隨著人們生活水平的提高和汽車工業的不斷發展，人們對汽車安全及結構強度的關注越來越明顯，汽車頂蓋的結構強度也越來越引起客戶的關注，卡車司機在給車廂捆綁遮雨篷的時候會站立在駕駛室頂蓋上工作，這對駕駛室頂蓋強度要求較高，需承受至少一個人單腳站立的重量，本文用實例就頂蓋結構加強措施進行分析探討。

2問題描述

某車型駕駛室頂蓋在進行踩踏試驗時出現開裂的現象，現場查看頂蓋被多次重復踩踏出現油漆脫落現象，零件有明顯2處凹陷痕跡，背視圖踩踏后有2條突印，如圖1所示。

3原因分析

由開裂圖發現裂痕中心附近處于R角根部，從工藝制造分析，該頂蓋中段外板材質DC03（寶鋼廠），零件拉延成型深度10.4mm，R角為R5，斜面角度135°，拉延成型工序不存在開裂缺陷。從產品結構分析，整個頂蓋結構本身強度很低（距離720mm無加強板），如圖2所示，加之頂蓋被踩凹，頂蓋受力點被破壞，且沒有加強板支撐，如果在坑洼路面（惡劣工況下），震動使受力點最弱的位置產生開裂。

結論：頂蓋鈑金偏軟，需進行結構加強。

4結構加強

4.1經探討對頂蓋中段鈑金結構進行如下4種方案加強，如圖3所示：

4.2在HyperMesh軟件中參照實際受力情況建立白車身有限元模型，模型約束駕駛室懸置安裝孔，單腳踩踏區域約280X100。踩踏總重量按1500N（75kg人，按動載系數2.0），分為單腳踩踏（加載1500N）及雙腳踩踏（每處加載750N）。踩踏處未附加腳部的剛度，位移較實際要大，如圖4所示：

4.3通過仿真模型模擬受力對4個加強方案與現生產情況的分析對比如表1所示：

分析結果匯總如表2所示：

頂蓋鈑金增加兩根縱梁（方案D）后：踩踏位移降低70%以上，且降至10mm以下。鈑金應力下降約80%，降至270MPa以下，鈑金及新增縱梁均不會發生開裂。

5實車驗證

經過實車試制并通過踩踏試驗，方案D增加2根縱梁的頂蓋鈑金剛度明顯加強，且通過踩踏試驗，見圖5。

6結語

本文通過實例分析頂蓋開裂原因，并通過仿真分析對結構加強方案進行效果評估，最終確認整改方向，通過現場實施及試驗驗證，解決頂蓋鈑金強度不足的問題。