外開手柄強度分析

韋雙婕　李林波

摘要：汽車外開手柄作為車上使用頻率非常高的零件，對于其強度提出了更高的要求。本文將從汽車外開手柄的結(jié)構(gòu)和成型方面對影響外開手柄的強度進行分析，為外開手柄產(chǎn)品設計要求以及結(jié)構(gòu)提供參考。

關鍵詞：汽車外開手柄；強度；結(jié)構(gòu)

1.引言

汽車外開手柄作為汽車上使用頻率最高的零件，在零件設計之初，就應該重點考量零件的強度，零件強度過小，則會造成用戶使用過程中，外開手柄的斷裂，例如在誤操作、高溫環(huán)境、低溫環(huán)境、以及長時間使用后；而設計的外開手柄強度過大，則會造成性能過剩，同時手柄本身的成本也會增加。而影響外開手柄強度的因素很多，外開手柄本身的結(jié)構(gòu)，外開手柄成型工藝都會影響外開手柄強度，在我們設計之初，就應該設定好外開手柄強度目標、驗證要求和生命周期。本文將從影響外開手柄強度的諸個要素進行分析，給外開手柄設計和開發(fā)提供參考。

2.結(jié)構(gòu)和成型工藝

外開手柄主要受力部件應力集中造成在試驗或者開關門過程中手柄斷裂。

通過對斷裂零件的材料（材料為Pc+ABs），零件厚度，注塑參數(shù)進行分析，發(fā)現(xiàn)這些因素都不是手柄斷裂原因。應用cAE進行分析，發(fā)現(xiàn)外開手柄的受力部件過渡尖銳，造成手柄應力集中，造成手柄受力斷裂，在受力部件增加倒圓角，重新試驗后發(fā)現(xiàn)手柄無發(fā)白及斷裂現(xiàn)象。

整體注塑成型外開手柄由于在注塑過程中為了避免成型過程中外開手柄外表面不會收縮變形影響外觀，一般在注塑過程中采用氣輔成型。而由于在注塑過程中注塑壓力、保壓時間、注塑問題、空氣壓力等影響因素，造成零件壁厚不均勻而且無法控制。在生產(chǎn)完成后，外開手柄受力部件的壁厚無法測量，手柄的強度也無法保證。由于注塑成型一致性差，導致外開手柄強度無法保證，壁厚過薄，造成在使用過程中斷裂。

如上圖7，氣輔注塑成型外開手柄中部件2外開手柄是一體式，需要—體式注塑成型。

本文推介使用如下圖7結(jié)構(gòu)普通注塑成型后通過裝配成形的外開手柄，即手柄罩蓋+手柄骨架形式。

如上圖8所示，圖7中2部件外開手柄分為圖7中手柄罩蓋和手柄骨架，兩個部件通過卡扣定位以及螺釘固定形成外開手柄，手柄骨架上分布有加強筋，可以加強手柄強度。同時手柄骨架和手柄罩蓋—次注塑成型，手柄骨架和手柄罩蓋可以采用不同材料和不同后處理工藝，由于手柄骨架不需要后續(xù)電鍍處理或者噴漆處理，降低了零件成本，同時手柄骨架可以采用PA6+30%GF強度高，熱變形溫度高，顯著提高手柄強度，而氣輔成型的外開手柄由于后續(xù)需要進行電鍍或者噴漆處理，不能使用PA6+30%GF。手柄罩蓋+手柄骨架的外開手柄結(jié)構(gòu)避免氣輔成型充氣過分造成手柄壁厚過薄降低抗拉強度，同時手柄罩蓋壁厚均勻，可以有效解決表面縮印的問題。本文推介使用此種結(jié)構(gòu)外開手柄，除了在手柄強度方面有其顯著的特性，還具有如下優(yōu)勢：

采用普通注塑成型外開手柄可以將圖7中部件2外開手柄和部件3罩蓋做成一個外開手柄罩蓋，進而部件2外開手柄和部件3罩蓋分縫將沒有，此結(jié)構(gòu)外開手柄沒有外開手柄和罩蓋處分縫，可以大大減小整車泄漏量，從而提升整車密封性能，減少此處風燥；新結(jié)構(gòu)外開手柄沒有外開手柄和罩蓋處分縫，提升感知；新結(jié)構(gòu)外開手柄沒有外開手柄和罩蓋處分縫，可以大大減小整車進水量，減小由于進水造成車內(nèi)生銹；新結(jié)構(gòu)外開手柄沒有外開手柄和罩蓋處分縫，可以大大減小車輛行駛過程中進灰量，提升整車密封性；無外開手柄和罩蓋的分縫，有效解決外開手柄分縫不均勻，避免由于制造及裝配等原因造成分縫過大，或者分縫過小，外開手柄運動過程中干涉的問題。

3.結(jié)語

在設計開發(fā)外開手柄時，處理數(shù)據(jù)階段應該識別處外開手柄主要受力位置，在零件有尖銳過渡的地方應該保證零件有足夠的過渡圓角，避免應力集中，通知應該保證零件的壁厚，保證外開手柄有足夠的強度。前期開發(fā)是應該根據(jù)外開手柄造型，需用外開手柄結(jié)構(gòu)，應該避免使用需要氣輔成型的外開手柄結(jié)構(gòu)，而選用外開手柄罩蓋+手柄骨架結(jié)構(gòu)的外開手柄結(jié)構(gòu)，保證外開手柄強度。