仪表板刚度和强度的讨论

闵彩丽

摘 要：简要介绍了仪表板刚度和强度方面的内容，阐述了其结构设计要求和相关注意事项，以期为日后的工作提供参考。

关键词：仪表板；刚度；强度；结构设计

中图分类号：U463.83+7 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.082

当前，高端汽车仪表板对其刚度和强度的要求非常严格。为了保证产品零部件的质量，在设计产品时，要先确定其刚度和强度，使结构在设计上满足产品的最终要求。

1 产品刚度和强度要求

当产品满足下列条件时就不会变形、断裂，而且功能不会失效。

1.1 本体

仪表板本体上部最小刚度Sb为30 N/mm，仪表板本体下部最小刚度Sb为35 N/mm，最小强度为350 N。当前挡风玻璃距仪表板内侧150 mm时，Sb大于20 N/mm。

1.2 覆盖件

仪表板覆盖件的最小刚度Sb为20 N/mm，最小强度为200 N。

1.3 装饰条

装饰条的最小刚度Sb为60 N/mm，最小强度为500 N。

1.4 功能件

操作功能件的最小刚度Sb为30 N/mm，最小强度为100 N。

1.5 底部

仪表板底部的最小刚度Sb为10 N/mm，最小强度为150 N。

1.6 中部显示器

中部显示器的最小刚度Sb为30 N/mm，Y/Z方向的最小强度为250 N，X方向的最小强度为300 N。

1.7 膝部碰撞区域

中通道盒区域Y向的最小刚度Sb为70 N/mm，中通道盒区域X向的最小刚度Sb为35 N/mm，转向管柱区域最小刚度Sb为35 N/mm，中通道盒区域所有方向的最小强度为500 N，转向管柱区域所有方向的最小强度为350 N。

1.8 下部装饰板区域

下部装饰板区域的最小刚度Sb为20 N/mm，最小强度为350 N。

1.9 脚步盖板区域

脚步盖板区域最小刚度Sb为20 N/mm，最小强度为350 N。

1.10 中通道盒前部左右侧盖板

中通道盒前部左右侧盖板的最小刚度Sb为25 N/mm，最小强度为300 N。

1.11 左侧杂物盒

当左侧杂物盒关闭时，其最小刚度Sb为20 N/mm，最小强度为350 N；当左侧杂物盒开启时，Z向最小刚度Sb为15 N/mm，Y向的最小刚度Sb为7.5 N/mm，最小强度为150 N。

1.12 手套箱

手套箱开启和关闭时的最小刚度Sb为20 N/mm，最小强度为200 N。

2 产品结构要求

仪表板本体部分主要的刚度、强度来自仪表板骨架和热风通道，这部分主要采用的是PP-LGF20材料，并使用微孔发泡技术将其厚度增加4 mm左右，从而达到刚度和强度的要求。

此外，仪表板上的CD支架主要承载中部的功能部件，为了达到中部功能部件的刚度要求，通常采用刚度加强的PC-ABS和PA66-6I/6T-GF50材料等，这两种材料的具体情况如表1所示。

仪表板覆盖件的结构刚度主要取决于原材料的材质。如果仪表板上部采用的是PC-ABS材料，则需要考虑光老化的问题。通常情况下，这部分使用的是耐高温、耐光照的材料。但是，为了提高出风位置的盖板强度，也可采用耐热、强度高的PA6+GF15和PA6+GF25等材料。覆盖件刚度大多体现在抗压强度上，因此，需要保证卡接的铁卡扣数量与卡接的间距。

对于功能件的刚度，比如驾驶杂物盒和手套箱，在设计时，需要保证其支撑度。在杂物盒上下位置，即仪表板骨架上设计与横梁相连接的螺接结构，以保证其关闭时的刚度和强度。而开启杂物盒时的强度能体现出抗扭矩的大小，因此，当杂物盒连接到仪表板时，采用螺钉连接结构而不采用卡接结构。因为螺钉连接的强度比卡接高，它能够满足抗扭矩的要求。

手套箱是将箱体的下部连接到横梁上，上部连接到仪表板本体上。关闭手套箱时，主要依靠的是仪表板和横梁的连接刚度；开启手套箱时，Z向向下的扭矩手套箱整体与侧盖板一起变形。通常情况下，手套箱上部和仪表板连接处是用螺钉连接的，而且不会拉断。对于侧盖板与仪表板连接处，要保证仪表板本体的冲切边界距离装配孔至少10 mm， 或弱化孔边界以上的仪表板冲切区域，保证装配孔不会被拉断。

中部显示器区域的刚度和强度主要是指抗扭刚度和强度，而螺钉连接点到卡接点位的距离要尽量长。另外，中部显示器的框架主要是由镁、铝合金制成，其强度没有问题，但是，其与仪表板的连接通常是在CD支架上。这时，就需要CD支架定位点和连接点处有足够的强度，即确保其有足够的抗扭强度和刚度。

3 总结

总之，刚度和强度可以转换、理解为抗压和抗扭的结构强度，这主要决定于仪表板的材料和结构设计。在设计仪表板时，要充分考虑其刚度、强度要求，合理选择材料，并保证结构设计的科学性。

〔编辑：白洁〕