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大客车的风窗玻璃结构与强度分析

发布于:2016-03-13 18:23
强度分析

      随着大客车档次及加工工艺水平的不断提高,为增大驾乘人员的视野,国内大客车风窗玻璃的面积在逐渐加大,其最大尺寸已接近2.4mX1.8m。面积增大,玻璃自重增加,由于大型豪华客车的最高车速大都在115km/h以上,风窗玻璃承受的风压也相应增大,同时随着前围骨架孔洞加大,骨架整体抗扭刚度将降低,再加上路面质量不好,风窗采用夹胶玻璃等因素的综合作用,导致包括一些知名品牌在内的大客车风窗玻璃经常出现爆裂现象。
      经长时间观察分析与验证,认为导致风窗爆裂的主要原因如下:(1)玻璃自身质量缺陷。如爆边、缺角、节瘤、裂纹、重划伤等引起玻璃在客车运行中破裂,(2)风窗设计曲率半径太大,垂直后倾角过小,玻璃风压超过其抗压极限,(3)前围骨架刚度不够,变形太大,(4)玻璃安装结构不好,引起局部变形过大。在上述原因中,第(1)项通过加强玻璃安装前的检验,督促配套厂家提高其产品质量可以解决,第(2)项在产品设计前期总布置时必须考虑到位,否则改动起来代价较大,第(3)项可通过加大前围围梁截面或增加连接加强板等办法解决,第(4)项玻璃安装结构是否合理可靠,工艺性的好坏直接影响风窗玻璃的安装强度和使用寿命,本研究由此处着手,进行强度分析并作如下探讨。
      该种结构玻璃采用胶条和双侧胶芯安装,但其固定框为小型材(25X25或20X20)制作而成,固定框与前围骨架焊接,玻璃四角带圆弧时该框也得弯成圆角,其特点是安装强度高,无内止口。但由于风窗玻璃周边有三边曲线多为空间曲线,型材用模具成型困难,工艺性较差,因此,该结构适用于批量小、风窗玻璃形状简单的车型,对大批量生产,该结构生产效率太低,如图所示(图中省略了蒙皮)。
      该种结构玻璃采用胶条和单侧胶芯安装,安装框由内外钢板止口组成,外止口带在蒙皮上(厚1.0),内止口单独制作(厚1.2-1.5mm),蒙皮焊装后内止口与骨架焊接,同时与外止口点焊,风窗玻璃下边胶条与骨架围梁紧贴,承重好。其特点是钢板件适合用模具成型,蒙皮和内止口均可用模具制作,而且强度高,故该结构适用于批量大、风窗玻璃形状复杂的大型客车,生产效率较高,如图所示。该种结构蒙皮为玻璃钢(厚3mm)并带出外止口,钢板内止口单独制作(厚1.52mm)。为保证顺利安装,玻璃钢外止口与骨架周边留有适当间隙。蒙皮安装后将内外止口和止口检验胎用大力钳夹紧,焊接内止口,然后内外止口间用铆钉铆接。该种结构由于玻璃钢刚性较差,而工艺上无法保证与骨架紧贴,止口处抗变形能力差,但整体玻璃钢蒙皮对新车型作为钢板冲压模具前的过渡生产方式,其模具成本低、快速高效,特别适合大客车的生产。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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