隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,具有載貨拉客等優(yōu)點的兩廂微車在人們的生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。七座ＭＶＰ也逐漸走進百姓家庭。掀背式后背門類型的兩廂車，設(shè)有寬大的舉升式后背門和活動后座椅．這就為擴展其用途提供了良好條件，折起后座椅，就可以比三廂車多了一個后貨倉，越來越受到廣大消費者的喜愛。為了方便乘員上下車和貨物的搬運及通過性，通常將后背門尺寸做得較寬大。相應(yīng)的后背門門框的尺寸很小。這種兩廂車車身扭轉(zhuǎn)剛度和模態(tài)相對于三廂車較低，尤其是后背門門框的扭轉(zhuǎn)剛度較差，在車輛行駛過程中，由于車身的振動和扭轉(zhuǎn)等因素。后背門隨之發(fā)生扭轉(zhuǎn)、橫擺和下垂，后背門鉸鏈、鎖扣、限位器處局部鈑金易發(fā)生永久變形或者開裂。與側(cè)圍、后圍、后尾燈、后保險杠磕碰、掉漆甚至是損壞的現(xiàn)象。除此之外，后背門框和后背門的變形會導(dǎo)致門難關(guān)，密封防塵降噪性能下降。隨著汽車三包政策的實施，因質(zhì)量問題退換車的規(guī)定對汽車產(chǎn)品質(zhì)量有著更嚴(yán)格的要求。為了車身系統(tǒng)的可靠性，工程師需要合理地設(shè)計后背門鈑金結(jié)構(gòu)，達到結(jié)實耐用、顧客滿意的目的。文中僅針對兩廂車掀背式后背門在路試過程中遇到的鉸鏈處內(nèi)板開裂問題，對其整改措施進行一些分析和驗證，并就整改解決過程作一個總結(jié)，為后期掀背式后背門開發(fā)提供參照和指引。后背門鉸鏈加強板布置簡介兩廂車掀背式后背門通過２個鉸鏈懸掛在車身后頂橫梁上，后風(fēng)擋玻璃用玻璃膠粘接在后背門上，并與后保險杠、尾燈、后側(cè)圍組成整個廂式車尾部表面，具有良好的外形、間隙和結(jié)構(gòu)匹配。一般的后背門鈑金總成包括：后背門內(nèi)板、后背門外板、一彭右鉸鏈加強板、鉸鏈螺母板、氣彈簧加強板、雨刮電機加強板、尾燈安裝板、限位器加強板、門鎖加強板。后背門零部件爆炸如圖1.

1.1后背門鉸鏈加強板的作用

在車輛行駛過程中，由于車身的扭轉(zhuǎn)和振動，后背門鉸鏈?zhǔn)艿角昂笞笥疑舷赂鱾€方向的力，使其發(fā)生扭轉(zhuǎn)、橫擺和振動等各種工況。為保證后背門和車身連接的可靠性，后頂橫梁和后背門鉸鏈安裝處都必須有足夠的強度，以保護駕駛艙內(nèi)部不受外部環(huán)境．起到防水防塵隔音的作用。后背門鉸鏈加強板正是為了滿足鉸鏈和后背門之間連接的可靠性要求而設(shè)計的。

1.2后背門鉸鏈加強板的布置

通常在設(shè)計階段，有了ｃａｓ面就可以開始后背門鉸鏈布置，可以做出頂蓋、后背門內(nèi)板的斷面以及相關(guān)數(shù)據(jù)。與鉸鏈加強板相關(guān)的截面有０３Ａ和０３Ｃ截面，如圖２所示。０３Ａ截面可體現(xiàn)相關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)、料厚以及相關(guān)件的匹配關(guān)系，還能根據(jù)頂蓋與后背門的分縫線，查看后背門在旋轉(zhuǎn)時與頂蓋的最小運動間隙是否在３．５ｍｍ以上。０３Ｃ截面主要表達的是后背門鉸鏈處的結(jié)構(gòu)，要表達的零件有：后背門外板、后背門內(nèi)板、后背門玻璃、高位剎車燈、鉸鏈、頂蓋外板、頂蓋加強板、頂棚、后背門內(nèi)飾、密封條、擾流板，主要表達的關(guān)鍵尺寸有：各個零件的材料和料厚、關(guān)鍵間隙與面差、焊接邊長度、后背門打開角度，參考圖３。

截面定義好之后，開始詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計，這時需要綜合考通道空間，還有沖壓工藝、焊接工藝、涂裝工藝、總裝工藝是慮各個方面的要求，如后雨刮系統(tǒng)洗滌管路、線束所需的內(nèi)部否符合實際生產(chǎn)狀況。幾種ＢＭ車型的鉸鏈加強板見圖４。

2后背門鉸鏈加強板的結(jié)構(gòu)分析

后背門鉸鏈加強板與后背門內(nèi)板進行焊接，為鉸鏈安裝點提供一定的強度。鉸鏈區(qū)域的鈑金應(yīng)力集中且過大導(dǎo)致鈑金開裂，是兩廂車掀背式后背門比較常見的問題。因此。如何降低此應(yīng)力值是鉸鏈加強板結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要的研究內(nèi)容。文中結(jié)合某車型在強化路試時鉸鏈處焊點和鈑金開裂情況。通過優(yōu)化鉸鏈加強板結(jié)構(gòu)，利用ＣＡＥ分析。尋求降低應(yīng)力值的最優(yōu)方案。

2.1鉸鏈處內(nèi)板開裂問題描述與分析某車型在初期強化路試時，其掀背式后背門左側(cè)鉸鏈處出現(xiàn)內(nèi)板開裂，最大裂紋約１５ｍｍ，如圖５所示。經(jīng)實車鉸鏈拆解確認(rèn)，并對此處數(shù)據(jù)進行校核，發(fā)現(xiàn)開裂處處于后背門鉸鏈活動頁板靠近內(nèi)外板包邊的料邊。如圖６所示；同時對設(shè)計狀態(tài)的數(shù)據(jù)進行ＣＡＥ強度分析，計算結(jié)果如圖７所示。

由ＣＡＥ計算可知：最大應(yīng)力為〕６５ＭＰａ，超出了內(nèi)板的屈服強度〕４０ＭＰａ，且分析顯示的區(qū)域和實車開裂位置一致。

2.2鉸鏈處內(nèi)板開裂問題優(yōu)化及改進

參考ＣＡＥ分析出的應(yīng)力分布．結(jié)合設(shè)計數(shù)據(jù)狀態(tài)和周邊約束，制定了幾個比較方便實施的優(yōu)化方案。并對幾種優(yōu)化方案分別進行ＣＡＥ分析，比對鉸鏈區(qū)域內(nèi)板鈑金應(yīng)力值，獲得最優(yōu)的更改方案。幾種優(yōu)化方案及ＣＡＥ分析結(jié)構(gòu)見圖８。對比分析結(jié)果．方案二和方案三內(nèi)板應(yīng)力值降低較為顯著，遠低于內(nèi)板的屈服強度。為了進一步的驗證方案的有效性，按照方案二和方案三制作了更改零部件的手工件，并按照方案要求涂結(jié)構(gòu)膠和點焊，搭載整車進行可靠性路試驗證。路試完成后未發(fā)現(xiàn)鉸鏈處內(nèi)板開裂問題。說明方案二和方案三成功解決此開裂問題。因方案三比方案二多一個螺母板需增加單車成本．理論分析對內(nèi)板應(yīng)力改善不大，道路試驗時方案二也驗證成功．故后期正式實施改進方案時選取方案二。

2.3鉸鏈加強板結(jié)構(gòu)設(shè)計思路

通過對實際問題的分析、優(yōu)化、ＣＡＥ分析和道路試驗驗證后，得到最優(yōu)的鉸鏈加強板的結(jié)構(gòu)改進設(shè)計方案．為后續(xù)的掀背式后背門設(shè)計提供參考。在設(shè)計后背門鉸鏈處截面（０３Ｃ）時要充分考慮鉸鏈加強板往包邊處延伸，與內(nèi)板貼合增加焊點。焊接寬度不夠時可考慮使用結(jié)構(gòu)膠粘接，或者鉸鏈加強板繼續(xù)延伸到門包邊上，先與內(nèi)板焊接，再進行內(nèi)外板包邊。因焊接變形容易導(dǎo)致外板包邊處變形。內(nèi)邊避讓鉸鏈加強板的沉臺區(qū)域容易包邊不實、涂膠困難等感官質(zhì)量和工藝便利性下降，而鉸鏈加強板和內(nèi)板之間涂結(jié)構(gòu)膠，因涂膠設(shè)備和結(jié)構(gòu)膠使用環(huán)境限制也存在諸多不便．故在鉸鏈布置時．盡量采用圖９方式．將鉸鏈加強板上端與內(nèi)板的焊接面放到內(nèi)外板包邊面外。有擾流板配置時．可采取內(nèi)板、鉸鏈加強板、外板三層板焊接；若無擾流板遮蓋時，鉸鏈加強板與外板之問預(yù)留出３ｍｉｌｌ以上間隙。

3結(jié)論

由上述優(yōu)化方案和ＣＡＥ分析結(jié)構(gòu)，可得知鉸鏈加強板的形狀（結(jié)構(gòu)、加強筋、翻邊等）和鉸鏈處內(nèi)板的應(yīng)力值有密切關(guān)系。但由于造型、結(jié)構(gòu)、成本等因素的影響．在滿足后背門鉸鏈布置的情況下，鉸鏈加強板的結(jié)構(gòu)會受到一定限制。這時就需要工程師綜合考慮。并結(jié)合ＣＡＥ分析，將鉸鏈加強板結(jié)構(gòu)做到最優(yōu)。與經(jīng)過后期道路試驗來暴露結(jié)構(gòu)設(shè)計的不足相比．在設(shè)計初期時。考慮增大鉸鏈安裝板周邊內(nèi)板與鉸鏈加強板的接觸面積，改善鉸鏈加強板的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化加強板上筋的位置和形狀以及增加翻邊等方式，來提升鉸鏈區(qū)域剛度，避免應(yīng)力集中．確保車身質(zhì)量的可靠性。