乘用车白车身金属结构胶的应用.pdf

汽车实用技术
2016年第8期
工艺装备
AUTOMOBILE APPLIED TECHNOLOGY
2016NO0.8
10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.080
乘用车白车身金属结构胶的应用
吴强
(安微江准汽车股份有限公司技术中心,安微合肥230601)
摘要:文章介绍了金属结构胶的特性,以及车身轻量化与静刚度的关系,并以某车型为例,其车型开发前期经CAE
分析部分目标值不满足要求,后期在车身上大量应用结构胶,在不明显增加车体重量的前提下提升车了身模态和刚
度,满足设定目标。
关键词:结构胶;模态;扭转刚度;轻量化系数
中图分类号:U465文献标识码:A文章编号:1671-7988(2016)08-237-03
Application of white body metal structure adhesives for passenger car
Wu Qiang
( Anhui Jianghuai Automobilc co, LTD, Tcchnical Ccntcr, Anhui Hcfci 230601
Abstract: This article describes the charactcristics of the mctal structural adhesive, and the rclationship bctwccn body
lightweight and static stiffness. In this article we take one model for example, which can't fulfil the target due to the CAE
analysis at the beginning. Aflcr using a large number of structural adhesive, the body modality and stillness have bccn
enhanced while the body weight doesn't increase significantly.
Keywords: structural adhesives; modality; torsional stiffness; light weight coefficient
CLC NO: 0465 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)08-237
延展性
1、金属结构胶简介
7、耐涂装液冲洗。
车身金属结构胶主要分刚性结构胶与蝉性结构胶:刚性
其中高韧性、稳定和耐久性对白车身至关重要,直接影
结构胶用于白车身钢板和钢板粘按、钢板与其他金属粘接,响到白车身性能。
蝉性结构胶主要用于金属与塑料的连接。以前在国外品牌的
如图1所示,结构胶连接明显折弯吸能效果好,饭金没
车型中使用较多,随着技术进步利和成木控制,近年来国产品有出现撕裂现象,体现了结构胶的高韧性。良好的吸能效果,
牌车型应用的车型数量、单台车用量均有较大增长。
使钢板厚度减小,实现轻量化。
结构胶具有以下几大物理性能
1、吸收基材表面油脂,油面附着性好
2、环境温度稳定性和耐久性:
VS
3、刚性连接
高韧性
5、弹性模量1500~6500Pa:
图1吸收碰撞能量效果对比
作者简介:吴强(1982-),男,助理工程师,就职于安徽江准汽车
通过试验可以得出,结构胶的粘结性能受温度影响变化
股份有限公司技术中心。主要从事车身结构设计方面的工作
小,如图2所示。
2016年第8期
吴强:乘用车白车身金属结构胶的应用
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A:投影面积一轮距X轴距
理论上,提高模态和刚度会增加白车身的重量。因此要
在车身设计时,对车身机械性能和重星进行平衡。从上述公
式可以看出,为了在降低轻量化系数L,车身重量miw的同
时必须保持或增大扭转刚度Cr。而结构胶的使用通常能够在
测试温度:-30C
试温度:100℃
不增加mpmw的情况下使Cr增加109%~209%6。
图2无焊点、只有结构胶粘结的碰撞纵梁温度试验
白车身静刚度分为弯曲刚度利扭转刚度,如图5、图6。
图3为结构胶耐久性试验对比,红色曲线是焊接+结构数值大小主要取決于汽车部件的布置和车身结构刚度设计。
胶,黑色是只有焊接的,对比山线可知应用结构胶后:1.提
高抗疲劳寿命;2.更高承载能力
Soot weld 5 i
Spot Welding
图5白车身CAE弯曲刚度加载示意图
图6白车身CAE扭转刚度加载示意图
乘用车车身低阶模态频率大致在20~50H7,汽车在轮胎
上:的振动频率及发动机在其悬置上的频率等激励频率,与车
图3结构胶耐久性试验
身低阶模态频率很接近。因此,车身设计要非常注.重结构低
综上,可以得出结构胶具有以下优势
阶模态频率的设计,注意提高车身整体的刚度和部件刚度,
通过修改结构,使车身或部件的模态频率避开激励烦率,通
常设计车身低阶模态频率时要高于激励频率,以防止共振
1.9加车久性.
1.方:坪点斯裂
1.少坪点
2.防並以及
2.车すNVH
2.工ど不可点区
2.代替点
低阶模态分为:基频、一阶弯曲、一阶扭转
3.要求不能焊区
金与料
图4结构胶应用以及优势
此外,由于结构胶使钣金间连续型连接,相对传统的焊
点连接,具有载荷分配均衡、防止折弯、抵抗瞬时形变、保
图7白车身低阶模态CAE分析示意图
持一定方向的支撑承载力等优点
金属结构胶优点显而易见,但其价格较高,使用成木远3、某SUV金属结构胶应用设计
高于传统的焊点迩接,故不能盲目设计应用结构胶,要考虑
成木因素、按需使用。
某中型SUV车型,开发前期即进行了碰撞安全性、静刚
度和模态目标值的设定,制定依据是根据车型类型、尺寸、
2、白车身轻量化及NVH
市场定位,并对比数据库中相似车型指标后综合确定。
在产品结构数据阶段(招标数据),CAE碰撞分析结构
车身刚度和NVH,特别是车身模态和静刚度,是车身物满足要求,但是静刚度和模态结果不满足设定要求。此后在
理性能最重要的考量。它影响着车辆的承载性和舒适性。产品工程设计阶段(模具设计数据)进行了结构设计优化,
车身轻量化系数,用米衡量车身的轻量化水半,已经被CAE分析静刚度和模态仍不满足要求
广泛地应用在欧美的车身设计当中。
此时通过结构优化的方法来提高NVH性能,将带米白
DTX P
车身重量的增加,导致重星超出既定目标。此时,需考虑应
用金属结构胶米提高白车身NVH性能。
轻量化系数,越低越好
结构胶的使用位置和长度要根据CAE米分析,通常设计
白车身重星
在对车体结构强度影响大的焊接区域。如前围区域、前地板
Cr:车身扭转刚度
与上/下部框架搭接区域、后地板与上/下部框架搭接区域