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從凱迪拉克CT6車身設計透析扭轉(zhuǎn)剛度

對于乘用車而言,白車身的扭轉(zhuǎn)剛度相比彎曲剛度更值得關注。白車身的失效形式以扭轉(zhuǎn)疲勞為主,當扭轉(zhuǎn)剛度不足時,車身在外力作用下將發(fā)生較大的扭轉(zhuǎn)變形,反復加載后局部薄弱點就可能疲勞破壞。

如果車身扭轉(zhuǎn)剛度不足,行駛時車身變形較大,可能導致整車各部件之間發(fā)生摩擦異響;尤其是背門框和側(cè)門框會產(chǎn)生較大的洞口變形量,影響車輛動態(tài)密封性能。而且白車身扭轉(zhuǎn)剛度對整車操穩(wěn)性能也有明顯影響,比如車輛在做連續(xù)回擺動作以及快速過彎道時,車身扭轉(zhuǎn)剛度直接決定了操穩(wěn)的極限以及回擺響應速度。

白車身扭轉(zhuǎn)剛度還是白車身輕量化程度的重要表征。輕量化系數(shù),就是根據(jù)白車身扭轉(zhuǎn)剛度、白車身質(zhì)量、軸距和輪距計算得到的。

目前扭轉(zhuǎn)剛度的算法以及試驗方法與完全剛度相比,差異不算大,主要差距還是在于加載法、測量點和加載扭矩的區(qū)別。比如扭矩加載大小上,豐田是1000Nm,本田是600Nm,國內(nèi)一些企業(yè)是4000Nm;加載力矩大的加載步驟一般選三步,加載力矩小的一般選擇一步。在邊界條件相同的情況下,比如都帶風擋玻璃和風車架等,不同方法之間的誤差比較小,但是鋁車身的測量點選在減震塔座還是縱梁中心時差距就較大,縱梁測點法的數(shù)值就比減震塔座要大15%以上,甚至如果鈑金局部應變較大,誤差可能超過50%。

凱迪拉克CT6

凱迪拉克CT6應該算是第一款量產(chǎn)的真正意義上的鋼鋁(鋁合金占比62%)復合車身車型。也是目前凱迪拉的旗艦車型。相比傳統(tǒng)車身,凱迪拉克在CT6的車身開發(fā)上整整用了36個月,一方面是因為新材料帶來的焊接、連接工藝問題,另一方面新的車身形式需要經(jīng)過充分的驗證。

CT6不僅有常規(guī)動力,還有PHEV,動力電池布置再衣帽架后面,整個PHEV車身的開發(fā)又用了7個月。

凱迪拉克給CT6定義的是一款高性能豪華車型,發(fā)動機動力既有2.0T和3.0T發(fā)動機的動力,也有PHEV動力,所以在車身扭轉(zhuǎn)剛度性能目標的定義上相比主打運動的ATS和同級別車型,扭轉(zhuǎn)剛度都要高出不少,高達36.6kN.m/°。

CT6的白車身應該是目前量產(chǎn)車型中使用鑄鋁件最多的車型,將原來227個鋼制零件集成為31個鑄鋁件,大大提升了零部件的管理便利性,同時鑄件對局部動剛度、強度、模態(tài)都有較好的提升。但是大量使用鑄鋁件對車身開發(fā)能力要求很高,一旦發(fā)生設計變更,設變周期長,模具的報廢率和成本都很高。

CT6在車身工藝上也有一些創(chuàng)新,比如首次使用了鋁點焊,而且鋁點焊也是目前通用的專利;比如結(jié)構膠的使用,通用是目前所有主機廠中對結(jié)構膠的使用最熱衷的車企,CT6結(jié)構膠的總長度到達了180米,屬于目前量產(chǎn)車之最。結(jié)構膠與點焊的復合使用,對車身抗疲勞特性有很大的提升,對碰撞、剛度也有較大的好處。

另外由于CT6使用了大量的鑄鋁件和38%的鋼材(車身框架用了較大剛強度鋼和熱成型鋼),所以FDS的使用量也比較大。雖然CT6的車身是鋼鋁復合車身,但是它的材料使用種類不如奧迪A8那么多,所以它并沒有像A8那樣使用了過于復雜的連接工藝,A8算是膠接工藝,連接工藝多大15種。

另外關于CT6的A柱設計存在一點疑惑,CT6讀的A柱障礙角高達11.1°,CTS為12.3°,而國內(nèi)的法規(guī)為6°,關于這一點是因為計算方法的不一致還是因為美國法規(guī)和國內(nèi)法規(guī)的不一致,目前我還沒有找到明確的資料。

但是我個人曾經(jīng)試駕過CT6的常規(guī)版和混動版,從主觀視覺的評價來看,CT6的障礙角并不比目前國內(nèi)的車型大,所以我個人的判斷應該是計算方法的差別。

來源:第一電動網(wǎng)

作者:KA汽車

本文地址:http://www.healthsupplement-reviews.com/kol/63166

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KA汽車

從汽車工程師的角度,以近十年ECB優(yōu)秀車型和北美熱門新車型資料為背景,解讀汽車車身、新能源、無人駕駛等新技術

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