專利名稱：轎車用引擎蓋內(nèi)板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種汽車制造技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種轎車用引擎蓋內(nèi) 板。
背景技術(shù)：
轎車引擎一般位于轎車前部，在引擎上方都要設(shè)置一個(gè)引擎蓋用以保護(hù)引擎。轎 車引擎蓋的設(shè)計(jì)必須要滿足轎車造型的要求，力求美觀大方、線條流暢，這主要通過(guò)引擎蓋 外板的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。除了滿足轎車造型的要求外，引擎蓋還必須提供足夠的強(qiáng)度和剛度以 防止使用過(guò)程中變形，以及車輛行駛過(guò)程中引擎蓋的振動(dòng)。車用引擎蓋都由外板和內(nèi)板連 接組成，而引擎蓋整體的強(qiáng)度和剛度主要由引擎蓋內(nèi)板提供。為了提高引擎蓋的強(qiáng)度和剛 度，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法為增加引擎蓋內(nèi)板的板厚，但這樣的設(shè)計(jì)也同時(shí)增加了引擎蓋的重量， 進(jìn)而增加了整車的重量和制造成本。整車重量的增加對(duì)整車的動(dòng)力性以及燃油經(jīng)濟(jì)性都有 負(fù)面影響，并且違背了節(jié)能環(huán)保的造車?yán)砟?。因此，傳統(tǒng)的提高引擎蓋強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì) 方法并不可取。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，各種基于計(jì)算機(jī)仿真的優(yōu)化技術(shù)，例 如拓?fù)鋬?yōu)化、尺寸優(yōu)化、形貌優(yōu)化等，取代傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，已在汽車車身結(jié)構(gòu) 的輕量化設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)者已經(jīng)在引擎蓋板設(shè)計(jì)過(guò)程中引入了有限元仿真 技術(shù)，形成了一套基于有限元分析的引擎蓋設(shè)計(jì)流程。石琴、盧利平在《基于有限元分析的 發(fā)動(dòng)機(jī)罩拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)》中建立了某轎車發(fā)動(dòng)機(jī)罩有限元模型，對(duì)其進(jìn)行了模態(tài)分析計(jì)算， 得到發(fā)動(dòng)機(jī)罩的固有頻率和振型。在此基礎(chǔ)上建立了基于變密度法的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模 型，運(yùn)用有限元軟件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)罩進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，研究了發(fā)動(dòng)機(jī)罩最優(yōu)的加強(qiáng)筋布局 形式，使得結(jié)構(gòu)的低階模態(tài)頻率提高2Hz，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)罩的剛度，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)發(fā) 動(dòng)機(jī)罩的振動(dòng)問(wèn)題但是該現(xiàn)有技術(shù)在設(shè)計(jì)過(guò)程中只考慮了引擎蓋板的剛度和振動(dòng)要求，并沒(méi)有考慮 到引擎蓋板在各種受力工況下，如彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)，抵抗永久變形的能力；并且如果涉及到 替換材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，單純的基于拓?fù)鋬?yōu)化的設(shè)計(jì)并不能滿足要求。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種轎車用引擎蓋內(nèi)板，具有質(zhì) 量輕、剛度高、抵抗永久變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)，防止在使用過(guò)程中引擎蓋出現(xiàn)塑性變形，減小 車輛行駛過(guò)程中引擎蓋的振動(dòng)。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型包括位于中部的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)、 圍繞中部凸臺(tái)結(jié)構(gòu)的裙邊結(jié)構(gòu)和位于裙邊結(jié)構(gòu)四周的連接結(jié)構(gòu)，其中所述的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)π字形結(jié)構(gòu)的主凸臺(tái)和圍繞于主凸臺(tái)周邊的七個(gè)輔 凸臺(tái)；所述的裙邊結(jié)構(gòu)包括鉸鏈安裝孔和橫向凸臺(tái)，其中鉸鏈安裝孔位于裙邊結(jié)構(gòu)的兩個(gè)端角上，橫向凸臺(tái)位于裙邊結(jié)構(gòu)的邊沿與凸臺(tái)結(jié)構(gòu)相接觸的一側(cè)；所述的連接結(jié)構(gòu)包括與引擎蓋的外板相連接的包邊條以及鉚接凸臺(tái)，其中鉚 接凸臺(tái)位于轎車用引擎蓋內(nèi)板左右兩側(cè)的翻邊上。本實(shí)用新型轎車用引擎蓋內(nèi)板的中部凸臺(tái)結(jié)構(gòu)是綜合考慮引擎蓋使用過(guò)程中的 各種工況，采用基于計(jì)算機(jī)仿真的形貌優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)而成。形貌優(yōu)化技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技 術(shù)的快速發(fā)展而形成的一種新的結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，主要功能為通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真找出滿足各種 工況剛度要求的最佳結(jié)構(gòu)形貌。本實(shí)用新型能夠在輕量化的同時(shí)滿足各種工況的剛度、強(qiáng)度要求。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的縱向截面圖；圖3為本實(shí)用新型的橫向截面圖；圖4為本實(shí)用新型用于鉚接的側(cè)面翻邊凸臺(tái)局部視圖；圖5為本實(shí)用新型用于鉚接的側(cè)面翻邊凸臺(tái)截面圖；圖中圖1的1為中部凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)π字形結(jié)構(gòu)的主凸臺(tái)4、5和圍繞于主 凸臺(tái)的七個(gè)輔凸臺(tái)6-12 ；2為裙邊結(jié)構(gòu)，包括鉸鏈安裝孔13，橫向密封凸臺(tái)14 ；3為與引擎 蓋外板連接的結(jié)構(gòu)，包括前后包邊條15、16，左右鉚接凸臺(tái)17、18。圖2的①-③以及圖3 的①-⑥為內(nèi)外板的膠粘連接位置。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前 提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限 于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例包括中部的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)1、圍繞中部凸臺(tái)結(jié)構(gòu)1的裙邊結(jié)構(gòu)2 和位于裙邊結(jié)構(gòu)2四周的連接結(jié)構(gòu)3，其中所述的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)1包括兩個(gè)π字形結(jié)構(gòu)的主凸臺(tái)4、5和圍繞于主凸臺(tái)4、5周邊 的七個(gè)輔凸臺(tái)6-12 ；所述的裙邊結(jié)構(gòu)2包括鉸鏈安裝孔13和橫向凸臺(tái)14，其中鉸鏈安裝孔13分別 位于裙邊結(jié)構(gòu)的左上角和右上角上，橫向凸臺(tái)14位于裙邊結(jié)構(gòu)的上方與凸臺(tái)結(jié)構(gòu)1相交 處；所述的連接結(jié)構(gòu)3包括與引擎蓋的外板相連接的包邊條15、16以及鉚接凸臺(tái) 17、18，其中鉚接凸臺(tái)17、18分別位于轎車用引擎蓋內(nèi)板左右兩側(cè)的翻邊上。如圖2和圖3所示，所述的轎車用引擎蓋內(nèi)板縱向截面形狀，虛線所示為引擎蓋外 板，圖中標(biāo)示了前后內(nèi)外板之間的翻邊連接位置以及內(nèi)板密封凸臺(tái)的位置，凸臺(tái)與外板之 間采用膠粘連接。所述的轎車用引擎蓋內(nèi)板的橫向截面形狀，虛線所示為引擎蓋外板，圖中標(biāo)示了 左右內(nèi)外板之間的鉚接連接位置，凸臺(tái)與外板之間采用膠粘連接。如圖4和圖5所示，所述的側(cè)面凸臺(tái)的形狀，凸起方向?yàn)閭?cè)邊的外法向方向，凸起高度為0. 5mm，凸臺(tái)主要起側(cè)面內(nèi)外板鉚接的定位作用。本實(shí)施例所述轎車用引擎蓋內(nèi)板綜合考慮了使用過(guò)程中彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切三種工 況的剛度要求，具體如表1所述。表1鋁合金轎車用引擎蓋內(nèi)板的設(shè)計(jì)約束工況工況約束載荷目標(biāo)值彎曲鉸鏈與車身連接螵栓孔處全約 束’支撐桿螵栓孔處全約束大小180N 方向關(guān)門方向 加載點(diǎn)前角點(diǎn)永久變形最 大值小于 1.0mm剪切鉸鏈與車身連接螵栓孔處全約 束’支撐桿螵栓孔處全約束大小120N 方向整車坐標(biāo)系y向 加載點(diǎn)前中間點(diǎn)最大變形值 小于3.0mm 永久變形值 小于1.0mm扭轉(zhuǎn)鉸鏈與車身連接螵栓孔處全約 束，支撐桿螵栓孔處全約束， 前中間點(diǎn)第三自由度的約束大小100N 方向整車坐標(biāo)系ζ向 加載點(diǎn)左右前角點(diǎn)最大變形值 小于0.4mm本裝置獨(dú)特的中部凸臺(tái)結(jié)構(gòu)是綜合考慮整個(gè)罩板的各種受力工況，把抵抗永久變 形引入約束條件，基于形貌優(yōu)化技術(shù)創(chuàng)造出來(lái)的，因此它極大的提高了整個(gè)轎車用引擎蓋 內(nèi)板抵抗永久變形的能力。由于現(xiàn)有基于剛度和模態(tài)，采用拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的轎車用引擎蓋 內(nèi)板并沒(méi)有考慮永久變形，無(wú)法與本裝置進(jìn)行直觀對(duì)比。因此，僅以企業(yè)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本裝 置的性能進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，本裝置在各種受力工況下的性能指 標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。表2本實(shí)施例性能驗(yàn)證工況設(shè)計(jì)要求剛度性能永久變形 (mm)最大變形 (mm)永久變形 (mm)最大變形 (mm)彎曲<10.509剪切<1<30.0350.355扭轉(zhuǎn)<0.40.287權(quán)利要求1.一種轎車用引擎蓋內(nèi)板，其特征在于，包括位于中部的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)、圍繞中部凸臺(tái)結(jié) 構(gòu)的裙邊結(jié)構(gòu)和位于裙邊結(jié)構(gòu)四周的連接結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轎車用引擎蓋內(nèi)板，其特征是，所述的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)η 字形結(jié)構(gòu)的主凸臺(tái)和圍繞于主凸臺(tái)周邊的七個(gè)輔凸臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轎車用引擎蓋內(nèi)板，其特征是，所述的裙邊結(jié)構(gòu)包括鉸鏈安 裝孔和橫向凸臺(tái)，其中鉸鏈安裝孔位于裙邊結(jié)構(gòu)的兩個(gè)端角上，橫向凸臺(tái)位于裙邊結(jié)構(gòu)的 邊沿與凸臺(tái)結(jié)構(gòu)相接觸的一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轎車用引擎蓋內(nèi)板，其特征是，所述的連接結(jié)構(gòu)包括與引擎 蓋的外板相連接的包邊條以及鉚接凸臺(tái)，其中鉚接凸臺(tái)位于轎車用引擎蓋內(nèi)板左右兩側(cè) 的翻邊上。
專利摘要一種轎車用引擎蓋內(nèi)板，包括中部的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)、圍繞中部凸臺(tái)的裙邊結(jié)構(gòu)和位于裙邊結(jié)構(gòu)四周的連接結(jié)構(gòu)，凸臺(tái)結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)π字形結(jié)構(gòu)的主凸臺(tái)和圍繞于主凸臺(tái)周邊的七個(gè)輔凸臺(tái)；裙邊結(jié)構(gòu)包括鉸鏈安裝孔和橫向凸臺(tái)，其中鉸鏈安裝孔位于裙邊結(jié)構(gòu)的左上角和右上角上，橫向凸臺(tái)位于裙邊結(jié)構(gòu)的上方與中部凸臺(tái)相交處；連接結(jié)構(gòu)包括與引擎蓋的外板相連接的包邊條以及鉚接凸臺(tái)，其中鉚接凸臺(tái)位于轎車用引擎蓋內(nèi)板左右兩側(cè)的翻邊上。本裝置具有質(zhì)量輕、剛度高、抵抗永久變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)，防止在使用過(guò)程中引擎蓋出現(xiàn)塑性變形，減小車輛行駛過(guò)程中引擎蓋的振動(dòng)。
文檔編號(hào)B62D25/10GK201825121SQ20102053933
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月22日
發(fā)明者馮奇, 喻明, 孟瑾, 朱平, 郭永進(jìn) 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)