顶盖踩踏开裂的原因分析及加强措施探讨

张华 李永山

摘要：本文介绍汽车顶盖结构及加强措施，结合某车型因踩踏开裂的问题分析及整改措施，为顶盖偏软问题提供借鉴和指导。

关键词：頂盖；加强措施；仿真

1引言

随着人们生活水平的提高和汽车工业的不断发展，人们对汽车安全及结构强度的关注越来越明显，汽车顶盖的结构强度也越来越引起客户的关注，卡车司机在给车厢捆绑遮雨篷的时候会站立在驾驶室顶盖上工作，这对驾驶室顶盖强度要求较高，需承受至少一个人单脚站立的重量，本文用实例就顶盖结构加强措施进行分析探讨。

2问题描述

某车型驾驶室顶盖在进行踩踏试验时出现开裂的现象，现场查看顶盖被多次重复踩踏出现油漆脱落现象，零件有明显2处凹陷痕迹，背视图踩踏后有2条突印，如图1所示。

3原因分析

由开裂图发现裂痕中心附近处于R角根部，从工艺制造分析，该顶盖中段外板材质DC03（宝钢厂），零件拉延成型深度10.4mm，R角为R5，斜面角度135°，拉延成型工序不存在开裂缺陷。从产品结构分析，整个顶盖结构本身强度很低（距离720mm无加强板），如图2所示，加之顶盖被踩凹，顶盖受力点被破坏，且没有加强板支撑，如果在坑洼路面（恶劣工况下），震动使受力点最弱的位置产生开裂。

4结构加强

4.1经探讨对顶盖中段钣金结构进行如下4种方案加强，如图3所示：

4.2在HyperMesh软件中参照实际受力情况建立白车身有限元模型，模型约束驾驶室悬置安装孔，单脚踩踏区域约280X100。踩踏总重量按1500N（75kg人，按动载系数2.0），分为单脚踩踏（加载1500N）及双脚踩踏（每处加载750N）。踩踏处未附加脚部的刚度，位移较实际要大，如图4所示：

4.3通过仿真模型模拟受力对4个加强方案与现生产情况的分析对比如表1所示：

分析结果汇总如表2所示：

顶盖钣金增加两根纵梁（方案D）后：踩踏位移降低70%以上，且降至lOmm以下。钣金应力下降约80%，降至270MPa以下，钣金及新增纵梁均不会发生开裂。

5实车验证

经过实车试制并通过踩踏试验，方案D增加2根纵梁的顶盖钣金刚度明显加强，且通过踩踏试验，见图5。

6结语

本文通过实例分析顶盖开裂原因，并通过仿真分析对结构加强方案进行效果评估，最终确认整改方向，通过现场实施及试验验证，解决顶盖钣金强度不足的问题。