(三)汽车对行人的碰撞保护
行人保护中影响保险杠布置和造型的主要是小腿碰撞部分,主要的评价指标是膝关节弯曲角度<15°、膝关节剪切位移<6mm、胫骨顶端加速度<150g。
校核方法:总布置分析、CAE低速方针碰撞、实验室冲击试验。行人保护校核示意图见图2。
三、结构设计经验总结
(一)改善空气动力特性的考虑
保险杠正面迎风面积较大,对空气动力特性的影响也大。前保险杠的最佳化设计对减小正面迎风阻力系数和升力系数效果明显。侧视图方向上,矩形断面保险杠的阻力最大,凸形断面的保险杠阻力较小,如图3所示。
俯视图形状上,应消除棱角与修饰端头形状,以求同车身本体形状相匹配,这样可以减少气流剥离和涡流的产生。另外,保险杠的前端向前延伸可以减小阻力和升力,保险杠与车身本体间隙不宜大。在前保险杠下部设置扰流板一类的形状,也对改善空气动力特性有作用(见图4)。
(二)结构工艺性的考虑
1.翻边的设计
避免收缩痕的设计,尾端部料厚一般不能超过产品料厚的50%为宜。对于尾端部的料厚要作减料厚处理以避免收缩痕的产生。塑料件的加强筋、翻边、Doghouse等也应该如此设计。如图5所示,翻边处设计减料槽,减小保险杠局部料厚,避免保险杠本体表面产生缩痕。
2.拔模角的选择
加强筋的拔模角一般在0.25~2°之间,塑件表面有皮纹或是结构复杂的应加大拔模角,可达到2°,这是因为形状复杂的制品脱模阻力大,如拔模角不够大时会出现拉花现象。
对于网格造型结构,如网眼深度超过5mm,而且网眼数量多,拔模角一般不得小于3°,如果选择较小的拔模角会造成因为网眼部分凹模包裹力过大,导致制品顶花,最严重的致使顶杆断裂。如图6所示,网眼深度8mm,网眼数量多,网眼处拔模角3°,网眼分型面在格栅背面,防止形成的披锋影响外观。
3.加强筋设计
对零件刚度强度薄弱处,零件易变形的地方要设置加强筋进行增强,某些时候加强筋还能起到限位的作用。
一般筋的壁厚为零件厚的0.4倍,最大不超过0.6倍,筋之间的间距大于4t,筋的高度小于3t,ROSS柱的筋取至少低于柱子端面1.0mm,筋至少需要低于零件表面,或分型面1.0mm。多条筋相交,要注意相交带来的壁厚不均匀性问题。加强筋的设计参考图见图7。
4.圆角的设计
在注塑件结构设计中,为避免转角处应力集中,应采用圆弧过渡,这对于模具制造、使用寿命是很有利的。一般塑件各连接处应有R0.5~R1mm的圆角。在拐角处,圆角可采用如图8所示的圆角半径,以减少内应力,并能保证壁厚一致。
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