汽车车身门槛千斤顶支撑点变形问题优化研究

高洁　黄玉珍

摘 要：过某车型设计开发过程中的竞品车调查分析结构形式、总结规律，以及方案实车验证测算，解决了千斤顶举升时车身门槛翻边变形的问题，并由此提出了车身门槛在千斤顶举升位置处的结构形式和材料厚度的设计规范。

关键词：刚度；门槛；变形

中图分类号：U463.8 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2018）03-0045-04

Research on Jack Support Point Deformation of BIW Sill

GAO Jie， HUANG Yu- Zhen

（Chery Automobile New Energy Vehicle Engineering Research Institute，Wuhu 241000，China）

Abstract ：Through a model in the design process of competitive car investigation structure， summed up the law， and the real vehicle verification scheme to solve the threshold calculation， sill flanging deformation jack lifting problem， and thus puts forward a sill in the jack lifting body position and thickness of the structure design specification.

Key Words：stiffness； sill； deformation

引 言

乘用車汽车车身门槛为构成车身框架的主要结构，在车辆维修或更换轮胎时，车辆需被举升起来，很多车型举升车辆时千斤顶装置支撑在车身门槛处。若门槛结构刚度差，在举升过程中会导致门槛局部变形或卷曲，会产生安全隐患和外观不良的影响，所以车身门槛结构刚度的设计显得尤为重要。本文通过对竞品车结构分析和试验调查，统计出不同门槛结构的竞品车表现，得出一定的规律，并详细分析不同举升装置的特点和要求，通过实车的方案验证，解决了千斤顶举升时车身门槛翻边变形的问题。

1 变形问题描述

某车型在试制生产过程中，左、右门槛后千斤顶支撑点在使用剪式千斤顶举升时门槛翻边存在可视变形，如图1所示。

2 变形原因分析

2.1 举升装置调查

针对普通轿车常用举升装置进行调查，根据举升装置使用场合以及与车身接触尺寸不同，常用的有以下三种：随车工具多为剪式千斤顶，此种举升装置托举时卡接车身翻边尺寸为40mm；4S店和维修店多为卧式千斤顶和液压举升机，如图2、3所示，此2种举升装置托盘托举时接触车身翻边尺寸都为130mm。其中卧式千斤顶在举升过程中托盘会有侧向力，这对车身翻边Y向变形有一定影响。

2.2 变形特征

经现场实际查看，车身左、右门槛后千斤顶支撑点处侧围外板翻边发生卷曲变形、侧围内板和门槛内板翻边出现Y向屈服变形；而车身左、右门槛前千斤顶支撑点处结构翻边未出现变形。零件翻边出现变形，为零件所承受应力超过材料屈服强度产生的塑性变形，可通过提升现有结构的材料屈服强度或增加翻边厚度分散应力来解决。

对比前、后门槛千斤顶支撑点处结构发现，车身左、右前门槛千斤顶支撑点处结构为5层钣金件焊接而成、总料厚均为5.8mm，而车身左、右后门槛千斤顶支撑点处结构为3层钣金件焊接而成、总料厚分别为2.9mm、2.7mm，而前、后门槛处结构组成零件所使用材料屈服强度基本相当，具体见图4。由此可判断为车身左、右后门槛千斤顶支撑点处结构总料厚较薄，导致在举升过程中此处应力超过材料屈服强度而产生变形。

3 问题解决措施

针对车身门槛千斤顶支撑点强度CAE分析尚无成熟可靠的分析工况，所以无法通过CAE分析提供可信的支持，但可以通过竞品车调查寻求相关参考信息。

3.1 竞品车结构调查

对13款竞品车车身门槛千斤顶支撑点处翻边料厚进行调查后统计见表1。

然后对这13款竞品车在空载时使用卧式千斤顶将车轮胎举升离地60mm的试验，统计各种翻边料厚结构的变形情况见表2。由竞品车试验统计结果可以看出门槛千斤顶支撑点处翻边料厚t<3.5mm都有变形的风险。

3.2 第一轮方案验证

根据以上原因分析可知，车身左、右后门槛千斤顶支撑点处结构总料厚较薄，导致在举升过程中此处应力超过材料屈服强度而产生变形。所以整改措施分别针对左、右后门槛千斤顶支撑点处结构分散应力和加强料厚分别制定了4种整改方案进行验证。具体方案描述见表3。

通过方案2、3验证可知，在不增加门槛翻边总料厚、仅通过烧焊和结构胶来分散千斤顶支撑点处结构承受应力，对翻边变形几乎无改善效果。

通过方案1验证可知，在增加加强板50mm长度范围内左、右后门槛千斤顶支撑点处翻边总料厚分别达到了4.1mm、3.9mm，此方案满足剪式千斤顶举升要求，但是卧式千斤顶托举时与门槛翻边接触的长度达到130mm，增加的加强板长度不能跨越卧式千斤顶整个托盘直径，导致验证时门槛翻边仍有局部变形。

通过方案4验证可知，增加加强板后左、右后门槛千斤顶支撑点处翻边总料厚分别达到了4.1mm、3.9mm，在验证时四层板处未出现变形的情况，但由于考虑料厚增加对焊接质量的影响方案4增加的加强板焊接边有避让四层板焊接的缺口，验证时四层板位置处无变形；而加强板缺口处仍有变形3mm。

通过以上4种方案验证可知在左、右后门槛千斤顶支撑点处增加1.2mm的加强板，提升门槛翻边料厚对解决千斤顶举升变形问题有效改善，但为同时满足剪式和卧式两种千斤顶举升，加强板长度需超过130mm能跨越卧式千斤顶整个托盘直径。

3.3 第二轮方案验证

根据第一轮验证结果，在方案4基础上对加强板进行了改进，去除了焊接边处缺口，具体见图5、6。

根据改进方案制作实物零件进行剪式和卧式两种千斤顶举升验证后，门槛处翻边未出现明显可见变形，此方案有效解决了车身门槛千斤顶支撑点变形问题。具体见图7、8。

6 结论

（1）新车型车身结构设计时既要考虑剪式千斤顶，还要考虑卧式千斤顶的举升工况。

（2）采用车身门槛翻边支撑千斤顶结构，千斤顶举升位置翻边总料厚建议不低于3.5mm。

（3）剪式千斤顶和卧式千斤顶在举升时与车身接触的长度分别为40mm和130mm，故千斤顶举升位置需增加加强板，则加强板X向长度需大于130mm。

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