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轿车前舱盖扭转刚度分析及优化方法探讨作者：李峰田冠男杨晋摘要：前舱盖是轿车的是重要部件，其扭转刚度性能的好坏直接影响汽车的整体性能。
本文采用基于扭转角的评价方法，弥补了旧有方法的不足，并以某车型前舱盖为例对两种方法进行对比分析；运用Hypermesh 以及MSC NASTRAN 软件平台，进行前舱盖的有限元建模及其扭转刚度的求解，并采用两种方法进行优化对比分析.关键词：前舱盖扭转角扭转刚度MSC.Nastran 优化1 概述前舱盖（又称发动机盖、发动机罩）是最醒目的车身构件，是顾客经常要察看的部件之一。
发动机盖的在结构上一般由外板和内板组成，中间夹以隔热材料，内板起到增强刚性的作用，其几何形状由厂家选取，基本上是骨架形式。
对发动机盖的主要要求是隔热隔音、自身质量轻、刚性强。
因此，其性能的好坏，直接影响车身的总体性能和舒适性[1]。
对前舱盖扭转刚度共考察两种工况：一是模拟前舱盖正常工作状态下，约束锁工作时，约束相应的自由度，在缓冲块处施加适当的载荷，利用NASTRAN 求解，得到相应的刚度值；二是锁不工作，约束一侧缓冲块处适当的自由度，在另一侧缓冲块处施加适当的载荷，利用NASTRAN 求解，得到相应的刚度值。
本文对扭转刚度采用两种方法进行评价：常用的位移法，及角度法；位移法：即K=F/S K-刚度F-施加的载荷S-载荷对应的位移角度法：即K=F/θ K-刚度F-施加的载荷θ -载荷对应的扭转角位移法，相对比较简单，单位变形所需要的力值。
但它受加载点位置的影响，即不同点得到的结果不一样。
而在前舱盖的扭转刚度分析中，加载点常常选择缓冲块，但其位置并没有统一的规定。
所以，这种方法很难准确的表达前舱盖整体扭转刚度；对此方法的扭转刚度的提升，只需要简单的移动缓冲块的位置就能轻易地提高扭转刚度值，但对整体刚度的提升并没有实质的意义。
角度法，单位扭转角所需要的力值。
在前舱盖的扭转刚度的分析中，不受加载点位置影响，能很好的反应前舱盖的整体扭转刚度。
32模具工业2020年第46卷第1期轿车天窗顶盖表面质量缺陷的解决方法曹彪，陈功宝，李丽坤（上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心，广西柳州545007）摘要：以某轿车天窗顶盖为例，列举了零件在成形过程中产生的表面凸条、尾部凹陷和顶面波浪3个缺陷，分析了每个缺陷产生的原因并制定了相应的解决方法，通过增加侧整形活动凸模垫片、提高压料芯研合率、调节拉深工艺补充面圆角以及控制尾部侧整形流料阻力等方式加以解决,起到了良好的效果。
关键词:天窗顶盖;表面凸条;尾部凹陷;顶面波浪;解决方法中图分类号:TG386.3文献标识码:B文章编号:1001-2168（2020）01-0032-06D01：10.16787/ki.l001-2168.dmi.2020.01.007Measures for solving surface quality issues on automobilewindow-roof panelCAO Biao,CHEN Gong-bao,LI Li-kun(Technical Data Centre,SAIC-GM-Wuling Automobile Co.,Ltd.,Liuzhou,Guangxi545007,China)Abstract:Taking an automotive window-roof as an example,the surface quality issues such as surface hard-mark,surface concave and surface wave on panels in the forming process were listed.The reasons for each issue were analyzed and the corresponding solutions were formulated,such as adding the shims on movable punch,improving the bearing of pad,adjusting the addendum surface on drawing die and controlling the flowing resistance of blank on re-strike area,which received obvious effect.Key words:window-roof;surface hard-mark;surface concave;surface wave;solution0引言车身外覆盖件成形质量在汽车整车质量中占有重要地位，已经成为衡量整车质量的主要指标之一叭汽车外覆盖件具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大及表面质量要求高等特点。
全景天窗汽车车身刚度分析及优化设计作者：彭立强孙静瑶王立新来源：《河北工业科技》2019年第05期摘要：为了提高全景天窗汽车的车身刚度，满足汽车车身设计要求，利用yperWorks软件建立了全景天窗车型（A型车）白车身有限元模型，分析其车身扭转刚度和扭转工况下的开口变形量，并与无天窗原型车进行对比研究。
对A型车和原型车车身扭转刚度及开口变形量进行试验测量，并将仿真结果进行对比分析;对全景天窗的A型车车身刚度进行结构优化，如增大顶盖前后横梁截面积、改进水箱上横梁断面及截面形式、减少前后横梁孔洞及增加连接点等。
结果显示，增加汽车天窗会使汽车的扭转刚度下降52%，同时车身在扭转工况下的开口变形量也会大幅增加，而对A型车进行结构优化后满足了设计要求。
研究结果为全景天窗车身的刚度设计提供了一定的理论支持和设计参考。
关键词：机械强度; 全景天窗;车身刚度;扭转刚度;变形量;优化设计中图分类号：U46383;; 文献标志码：AAbstract：In order to improve the body stiffness of panoramic sunroof cars and meet the requirements of automobile body design， the finite element model of panoramic sunroof car （A-type） white body is established by using yperWorks software， the torsional stiffness of the body and the opening deformation under torsional conditions are analyzed， and the A-type car is compared with the prototype car without sunroof. The body stiffness and opening deformation of A-type car and the prototype car are measured， and the simulation results are compared. The stiffness of A-type car body with panoramic sunroof is optimized by enlarging cross-section area of front and rear roof， improving cross-section and cross-section form of water tank， reducing cross-beam holes and increasing connection points， and so on. The results show that panoramic sunroof body will make the torsional stiffness decrease by 52%， and the opening deformation of the body will increase greatly under the torsional condition， so that the structural optimization of the A-type car can meet the design requirements. The study provides theoretical support and design reference for stiffness design of panoramic sunroof car body.Keywords：mechanical strength; panoramic sunroof; body stiffness; torsional stiffness; deformation; optimal design現代轿车车身的刚度分析已经贯穿于车身结构设计的全过程，是现代轿车车身设计开发的重要环节，对轿车车身的结构设计意义重大。
96科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N工 业 技 术顶盖是汽车上最大的外覆盖件之一,其质量的好与坏直接影响到整车的外观和质量,而顶盖的天窗周边的外观质量和尺寸精度则是生产中最难以解决的问题。
顶盖天窗周边瘪塘、波浪影响顶盖的外观质量;天窗周边与顶盖玻璃面差则会导致行驶中产生噪音和震动现象,同时造成车内噪音增加。
本文对顶盖天窗冲压及总成结构进行了分析,并结合上海汽车R350/MG5在顶盖模具设计和调试中的成功经验,为了解决这些冲压缺陷从模具设计、模具结构、冲压工艺等方面进行了讨论。
1 天窗的冲压及总成工艺方案1.1天窗翻边类型及优缺点根据天窗翻边造型不同,顶盖天窗分为直翻边和带台阶翻边,具体见图1。
优缺点分析:直翻边与带台阶翻边相比,直翻边的优点是翻边后不需要整形直接翻边即可,模具结构简单、开发费用较低;直翻边缺点是由于天窗翻边平直、天窗周边型面有一定的弧度、翻边面上没有筋线造型,造成天窗周边强度低,翻边后由于内应力作用,易造成天窗周边外表面波浪、翻边面波浪、四角产生瘪塘、天窗前后Z 向尺寸超差,主要外观缺陷见图2。
1.2天窗与天窗加强板结构连接方式及优缺点根据天窗天窗与天窗加强板的连接方式不同,分为焊接式和包边式,具体见图3。
优缺点分析:焊接式和包边式相比,焊接式通常可以由一副焊接夹具、两把焊枪即可完成天窗总成的焊接,但包边式需要1副夹具先进行焊接,然后再需要1幅包边模、1台包边压机对天窗周边进行包边。
焊接式优点是焊接生产工艺简单、生产效率高、设备一次性投入少、通用性强、焊接工装易于调整,缺点是焊接时在焊点对应的表面部位容易产生焊接瘪塘、四角容易产生瘪塘、天窗翻边焊点产生表面缺陷、天窗周边强度差、窗机安装后不易产生装配瘪塘。
包边式的优点是天窗周边强度大,窗机安装后不易产生装配瘪塘,缺点是一次性投入大,此种结构通常用于中高档轿车上。
天窗顶盖工艺分析文/霍会荣，韩海博，陈伊娜，朱万山，乔晓勇·上汽通用五菱汽车股份有限公司大型覆盖件的冲压工艺、模具设计、制造工艺、调试以及量产与其他产品相比，都有独特之处。
以冲压工艺而言，汽车覆盖件具有材料薄、形状复杂，且多为立体曲面、结构尺寸大、表面质量高等特点，要获得一个合格的覆盖件，关键在于其工艺性设计是否合理。
产品分析产品介绍材质为BUSD，料厚为0.65mm，零件尺寸为1897mm×1132mm×118mm，天窗顶盖俯视图及剖视图如图1、图2所示。
图1 天窗顶盖俯视图图2 天窗顶盖剖视图产品工艺分析⑴天窗顶盖前部与挡风玻璃相连接部位以及后部尾门匹配部位均有负角，无法直接拉延到位，需要侧整形完成，如图3所示。
⑵产品周圈棱线圆角R设计为2.5～3mm，直接拉延成形困难出现开裂，需要采用过拉延工艺，如图4所示。
⑶尾部区域产品变化急剧，压料面设计需要平缓过渡。
⑷产品较为平缓，型面定位精度不良，考虑增加工艺定位孔，如图5所示。
⑸尾部负角区域形状复杂，拉延工艺补偿与产品数据相比，整形量大，采取先切边后整形工艺，材料流速未能有效控制，极易出现起皱，因此需要采用带废料整形工艺。
⑹前部负角区域深度、形状简单，优先采用先切后整工艺，减少切边后应力释放产生的回弹。
图3 天窗顶盖与前挡风玻璃及尾门匹配搭接区域冲压角度图4 过拉延工艺图示图5 工艺定位孔工艺布置工艺布置解析图6 4道工序经过上述产品工艺分析，最终工艺布置为四工序：op10—拉延，op20—切边、整形，op30—切边、整形，op40—整形、上翻，如图6所示。
工艺布置优点此工艺与以往天窗顶盖工艺对比，对主要零件回弹和尺寸精度进行了优化和提升。
⑴尾部增加工艺储料包。
整形属于延展性成形，工艺补充截面线短于产品数据截面线，整形时材料从A面扯料，造成形面下塌和表面凹坑质量缺陷，增加工艺储料包可以延长截面线，避免整形从A面扯料，如图7所示。
高档轿车带天窗顶盖冲压工艺方案研究陶海生【摘要】以东风标致和东风雪铁龙为例,从206到C5,带天窗的顶盖涵盖了中高低三个档次的轿车,随着轿车车身制造水平以及用户对外观要求的不断提高,顶盖天窗的工艺方案成为新项目重点关注点之一.本文从C5天窗顶盖的开发经验总结为依据,结合以前的车型数据,从成本和质量的角度,分析了天窗顶盖冲压工艺方案的特点,并得出针对不同档次的轿车采取不同方案的结论.【期刊名称】《汽车科技》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】5页(P63-67)【关键词】天窗顶盖;轿车;几何尺寸;外观质量;冲压工艺【作者】陶海生【作者单位】神龙汽车有限公司,武汉,430056【正文语种】中文【中图分类】TG386轿车顶盖零件在轿车车身覆盖件中算难度相对较小的外观零件，工艺相对成熟，包括中间弧面提升的工艺数模、外观质量和几何尺寸的控制等。
模具结构不复杂，制造相对简单。
在本文中不再进行详细描述。
对于天窗顶盖来说，一般流行增加天窗孔但不增加模具数量的方案，节约了模具成本，但容易在天窗的四个角部有外观变形。
1 顶盖天窗冲压工艺方案描述带天窗顶盖与不开天窗顶盖的工序内容区别在于，增加针对天窗的冲孔和翻边2个工序内容。
对于顶盖天窗的工艺方案，一般比较经济的方案是，天窗冲孔及翻边和不带天窗的模具通用，天窗冲孔、翻边的凸模可以用活动的冲孔、翻边凸模来实现两种状态零件的相互转换（见图1、图2）。
生产不带天窗顶盖时，活动凸模缩进去，生产带天窗顶盖时，则将凸模升起锁住，生产的零件都有天窗洞。
另一种方案是，在最后增加一套模具用于天窗部位的翻边。
2 国产C5天窗顶盖的开发过程回顾对于不带天窗的顶盖，只要顶部光顺，没有外观变形缺陷，四周搭接区域的尺寸控制好就可以了。
但对于天窗顶盖，要考虑天窗周边的几何尺寸控制，以保证和天窗加强板及其他非冲压件的搭接要好，另外翻边区域的容易产生外观变形。
项目初期，我们意识到了C5是一款高档车，而且感觉到在开发过程中，国产轿车车身制作水平还在不断提高的紧迫感，为了避免几何尺寸和外观质量控制的风险，我们做了天窗孔单独翻边的方案预算，在供应商招标时也要求供应商按1+4（拉延+后工序4套模具）方案考虑。
