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摘要：在汽车行业当中，汽车行李箱盖的开启方式和驱动点的改变会使电动开启的用力过大，所以在汽车行李箱盖开发过程中，要将开启施力值减少到合理的范围，满足行李箱盖电动化的需求，本文就主要对汽车行李箱盖产品结构优化设计进行了分析。
关键词：汽车行李箱盖；产品结构；优化分析
目前汽车行李箱盖产品主要是基于纯手动的开关来设计后备箱盖的，要对汽车行李箱盖产品结构进行优化和设计，主要目的就是设计手动开启处的用力较小，而电动开启行李箱盖则是从支撑端施力，驱动行李箱盖整体开启和关闭，所以电动开启行李箱盖的过程相对于手动来说是一个较费力的过程，因此在汽车行李箱盖电动开发过程中要在不影响行李箱位置关系和运动关系的同时，对行李箱盖产品结构进行优化，设计如何增加电驱动端力臂长度，减少阻力。
一、压力边和拉延力的计算
1、压边力的选择
冲压形成过程中的重要工艺参数之一就是压力边，压力边的选择是否合理影响着该过程是否可能出现缺陷。首先压边力是能够增强板料拉应力，控制板料的流动，如果压边力不足，将会引起板料的破裂和起皱，通常情况下，当压力边增大时，成形力也会随之增大，并且在一定范围内一直，会对板料的起皱有一定的抑制作用，减少拉力不足的情况，但是如果拉应力过大，则会明显增加板料拉裂的趋势，导致板料产生破裂，过大的压力便会加快模具的损耗，减少模具使用寿命，过小压边力，会导致板料流动不足，形成拉裂或起皱的现象。所以压边力的选取会受到很多因素的影响，其中拉延件的结构形状，对压边力的选择起着决定性的作用，板料的性能、模具的结构压边力的选择，所以需要通过一些模拟仿真实验，通过一些精细的计算来选取合适的压边力。
2、拉延力的设置
控制板料的流动性是在冲压成形过程中实现的，在这个过程中最常用的办法就是设置拉延力。拉延力的设置可以改善成形工艺，减少在成形过程中出现板料破裂起皱的现象，所以拉延力的设置对板料的成形质量有着重要的影响，其中拉延力阻力越小，其成形力也就越小，拉延力阻力越大，其成形力越大，当压边力不能够得到适当的控制时就会导致局部的拉应力过大，造成减薄率过快，甚至出现板料破裂的现象，通过设置拉延力不仅可以增加成形力，改善由于拉应力不足而出现的起皱现象，还可以保证不会出现因局部拉应力过大而导致的破裂现象。所以当压边力的拉应力不足时，需要合理的设置拉延力来增大形成力，减少板材的起皱和破裂的现象，使板材具有更好的流动性，当压边力施加过大时，会导致板料的破裂和模具的损耗，这时也可以采用拉严厉的设置来改善这一现象，因此拉延力是改善成型质量的重要措施，适用于各种情况下，在压边力较小的情况下，也能够利用拉延力的设置来使板材达到最好的流动性，并且具有不错的效果。
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二、扭杆弹簧的优化设计
1、扭杆弹簧结构分析
扭杆弹簧和其支撑结构是构成行李箱盖平衡铰链的总结构，扭杆弹簧具有两个扭杆端，并且的两端形状不同，其中一端端是固定端，在安装时可以自由旋转一定的角度，另一端是在联杆上，可以随行李箱盖开关过程进行旋转，固定端是通过脚链支架支撑固定的，通常为c型，另一端通常为u型。扭杆弹簧的两个扭杆在运动过程中会，相互碰触，产生磨损，导致扭杆弹簧失去作用，所以需要对流感弹簧进行优化设计，避免在运动过程中两个扭杆进行接触，而影响扭杆弹簧的性能。
2、扭杆弹簧优化设计
在对汽车行李箱盖扭杆弹簧进行优化设计时，首先需要明确影响扭杆弹簧性能的关键因素，设计使扭杆弹簧的最大应力最小。首先要优化参数的选取，根据扭杆弹簧的结构特点，首先选取三个优化变量：扭杆弹簧处于自由状态的固定端c端与另一端u端的夹角、固定端c端根部与铰链支撑区域的距离、u型端的距离这三个优化变量。其次，自建立模拟仿真实验，第一步是进行实验设计，从试验点中选取具有代表性的点设计实验方法，选取的样本点要能够决定响应面近似模型的构建精度；第二步建立近似模型，在不降低计算精度的情况下，建立一个计算量最小，周期最短，同时计算结果与物理实验结果相近的近似模型，提高分析效率；第三步是对设计变量进行结果分析，可以采用方差分析与贡献量的方法，找到影响扭杆弹簧性能的关键参数，来实现对行李箱盖产品的优化设计。
三、Adams仿真建模
首先，通过计算机辅助软件建立行李箱盖系统闭合状态的装配模型，设置手动开启施力点和电动开启施力点，设计支撑铰链最真实的受力情况，在利用Adams建模时要考虑铰链负载端物体以及驱动端物体，设计的汽车行李箱盖的仿真模型要包括行李箱盖、左铰链底座、拉杆、连杆、支撑杆和右铰链底座、拉杆1、拉杆2、连杆、支撑杆以及减速器输出轴、减速器壳体、曲柄等十三个几何体，且要将铰链的原始总成数据导入到装配环境下；其次，要设置仿真模型的边界条件，可以先将减速器外壳与左底座定义为固定件，其余定义为运动件来设置边界条件，再定义模型属性包括动摩擦因素，静摩擦因素等，利用相关设备测量装配模型的质量、主转动惯量以及质心点的坐标，绘制各个部件的质量属性，并且按提取的值在adams中进行修改；最后施加气弹簧力，根据气弹簧的实验刚度参数值建立作用力-长度曲线，比较模拟气弹簧的作用效果。据仿真模型来进行汽车行李箱盖结构优化，分析验证行李箱盖电动开启的扭矩，明确铰链结构优化的目标，以及开启后备箱的所需力矩，对脚链系统进行优化设计，降低所需的开启力矩，同时还要考虑汽车行李箱盖产品安装空间和结构布局的限制，优化在汽车行李箱在关闭状态下铰链说占据的空间，不能够影响行李箱开启关闭的状态以及连杆开启关闭的位置等。
结束语
汽车行李箱盖的开启方式和驱动点的改变会使电动开启的用力过大，所以在汽车行李箱盖开发过程中，要将开启施力值减少到合理的范围，满足行李箱盖电动化的需求。可以通过建立admas仿真模型，来明确优化设计的目标，首先选取合适的压边力和拉延力，来减少板料出现起皱、开裂的现象，使板料具有较好的流动性，其次优化设计扭杆弹簧，减少扭杆弹簧两段的接触，减少磨损的现象，最后通过admas仿真模型进行动力学分析，优化铰链设计，减小电动开启力，以达到最终的产品优化目标。
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论文作者:罗林
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第4期
论文发表时间:2019/9/19
标签：行李论文; 板料论文; 箱盖论文; 弹簧论文; 汽车论文; 铰链论文; 优化设计论文; 《建筑细部》2019年第4期论文;