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摘要：众所周知，汽车顶盖横梁属于一种汽车零部件。汽车的横梁顶盖主要包括横梁主体、横梁底板和低板之间相互分离的胶槽板这三个部分。在汽车横梁主体的两侧分别设有与汽车前后驾驶舱的顶棚相连接的法兰面；而在横梁主体的两个加强板中间分别各开有两个相通的安装顶棚灯的安装孔。介绍和阐述了一种结构简单优化合理利用空间资源的生产质量稳定的汽车顶盖横梁。
关键词：顶盖横梁；结构优化；轻量化
近年来，我国汽车工业的不断发展，消费者和企业对汽车安会性的要求也越来越高。汽车顶盖作为车身的主要部分，在保持汽车结构。保护乘员安全方面起着重要作用汽车顶盖的安企性在汽车安全中扮演着重要角色。当承受以积雪为代表的均布载荷或翻滚事故中的顶压载有时，汽车顶盖结构会产生相应的变化，并直接影响其使用性能。汽车顶盖-般需要多条顶盖横梁和筋条使其满足模态、凹凸和噪音要求。本文将浅述顶盖横梁的结构优化设计及轻量化设计。
一、顶盖及横粱总成概述
1.1汽车车身的组成
汽车车身一般由下车体总成、侧围的总成、顶盖总成组成，顶盖总成一般指以车辆上：侧面分缝线为基线，分缝线之上的车厢顶部盖板，它的作用除了挡风遮雨外，还与车身形成厢式结构，提高整车的刚性强度，起到保护车内人员作用。汽车顶盖设计通常分为因定式顶盖和敞篷式顶盖两种。固定式顶盖是现代汽车最常见的形式，一般有无天窗和小天窗/全景天窗类型。
顶盖总成系统一般是由顶盖.顶盖前横梁.顶盖后横梁，顶盖横梁、天窗框架等零部件构成。頂盖前横梁一般采用单层板形式，其后端通过涂胶支撑顶盖，高端的轿车等对强度刚度要求高的车辆可见内外板焊合式。后横梁为保证尾门框区域刚度，一般设计为由内外板焊而成的合件，同时为保证尾门铰链外强度，设计左右铰链加强板。
1.2顶盖横梁的组成
顶盖横梁一般都为单层板形式，与顶盖贴合面通过涂胶&撑顶盖，同时提供顶蒸式安装、顶灯安装等作用。顶盖横梁根据截面的宽度不同，一般有两种类型：“几型和型。“几”型顶盖横梁两端翻边与顶盖涂胶贴合，起到支撑顶盖作。“w”型顶盖横梁与顶盖涂胶贴合区域比较宽.提供更多的顶盖支樟区城，一般也提供其他零件的接口安装位置，如顶蒸，顶灯等。
二、顶盖横梁的设计要点
顶盖横梁属于车身结构件，设计时需考虑零件本身的性能需求及制造性。工艺性等方面因素。
2.1顶盖横梁性能要求及冲压成型
设计顶盖横梁首先要考虑满足顶盖刚度，杭压强度，模态.雪压载荷等要求，不同级的汽车根据车身顶盖的曲率.长度及铜板厚度的不同顶盖横梁数量差外较大，普通轿车及SUV般3-5根顶盖橫梁，较长的MPV.商务车等经常设计6-7根顶盖橫梁，大型的客车将设计更多的顶盖横梁，以满足顶盖性能需求。同时需要根据顶盖横梁的位置及接口零件安装要求，选择合适的顶盖横梁截而类型。为保证顶盖横梁单件冲压成型性，则需设计冲压的吸皱筋条或防回弹加强特征。
2.2顶盖横梁的车身制造
顶盖横梁一般都属于车身焊接件，所以设计顶盖横梁时首要考虑零件的车身可制造性，根据零件的制造要求，需设计定位孔或定位面，顶盖横梁在总拼工位装配时则与考虑零件焊装预定位。顶盖横梁与顶盖之间一般都需要涂胶，顶盖横梁与顶盖涂胶间隙一般设计1mm，同时涂胶处设计涂胶槽，保证涂胶准确性，方便员工操作，减少操作时间，提升节拍，避免溢胶及涂胶位置出错。
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2.3顶盖横梁的涂装制造
零件的防腐性能，电詠漆是重要的一方面，如对零件结构的设计考虑不周全，很可能影响后期的涂装电泳效果，导致增加整改成本。零件电泳效果的优劣，除了受电泳漆、电泳设备、工艺制定等因素的影响，零件结构也是重要的因素。虽然顶盖横梁属于车身内部加强件，无恶劣腐蚀环境，但也需要保证电泳漆漆膜厚度，保证防腐性能。因顶盖横梁完成装配后，与顶盖会形成一个封闭的腔体，为避免电泳漆积液，所以设计顶盖横梁时，必须要根据结构设计必要的排液孔，排液孔应该设计在较低的位置，而且每个孔要通过CAE软件的分析，并进行优化，给予至少要有50mm2的有效排液面积，数量应该方案数据支持，保证目标性和准确性，避免足够，确保满足内腔最低的电泳膜厚要求，过度轻量化设计，影响顶盖檳梁的性能，一般每270mm长的区域提供直径22mm的圆孔或等效面积的孔。在白车身进人电泳液池时，将会产生较多的泡泡。
三、顶盖横梁轻量化设计
面对H益严峻的油耗法规，世界各国汽车企业都在采取积极的措施以推动汽车产品的节能减排，对燃油汽车来说，轻量化是一种有效的手段。汽车轻量化是-～项复杂的系统工程，它是在成本控制与性能改进条件下，通过轻量化结构设计与轻量化材料和制造技术在整车产品上的集成应用而实现的产品减重。汽车设计的轻量化已经成为了各个车厂设计过程中必不可少的因素之一，井且贯穿在汽车设计的整个流程中。
3.1顶盖横梁的轻量化设计主要有以下几种：
3.1.1顶盖横梁最基础的轻量化方案是降低顶盖横梁的重量，叩在保证顶盖横梁性能前提下，尽量开减重孔，一般提出的方案需要进行优化设计，给予方案支持，保证目标性和准确性，避免顶盖横梁过度轻化量设计，影响其性能，增加后期更改费用。
3.1.2中高端车型较常使用补强胶片时，将会产生较多气泡，车身结构中的封闭等顶盖使用增强型材料来增加顶盖性能，补强材腔体内很容易使气泡积集，尤其是无加强筋料的同时可以替代部分顶盖横梁，实现顶盖的顶盖。如气泡无法排出，则在积气的地方，补强胶片一般采用高分子聚合物环电泳漆膜厚度会很低，后期很容易生锈，所氧树脂做基材，加之固化剂，可实现高温固化，以所有可能在浸渍工艺中封住气体的腔穴和附加到顶盖版金件上后，可以增加顶盖的强凹陷，必须设计适当的排气孔，有效提高顶盖总成的模态，NVH排除性能，但成本一般也较高。
3.1.3汽车顶盖设计为全景天窗顶盖，现代汽车常用的顶盖轻量化设计方法，可以减少大部分的顶盖横梁，同时还可以提升汽车档次，让车子更加美观，同时增加车厢内光线，让后排来客感觉的更舒适。设计天窗顶盖既要考虑到天窗的外观与制造，又不能对车身刚度造成影响，设计难度较大，天窗的设计也需要经过大量的分析和试验才能完成，研发成本高，同时也能相应的增加整车的成本，售价较高。
四、结束语
本文研究、探讨、论述了汽车顶盖横梁的优化设计方法和要点。在设计顶盖横梁的时候，首先要充分考虑零件在车身中的作用，其次考虑领导匹配问题，最后在前两者的基础上进行轻量化设计，来提高整个车身的竞争力，同时要要控制成本，提升其性价比。通过本文的阐述，希望可以提升设计水平，完善制造水平，提高汽车行业的竞争力。
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论文作者:崔香如
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/3
标签：顶盖论文; 横梁论文; 汽车论文; 车身论文; 涂胶论文; 零件论文; 性能论文; 《建筑模拟》2019年第3期论文;