朱楚才 史建鹏
东风汽车公司汽车工程研究院 武汉 430058
摘要： 在某型CNG乘用车研发过程中，路面耐久试验时后底板焊点出现了开裂现象。利用HyperWorks软件进行仿真分析，并结合试验数据，快速的找到了故障原因，解决了焊点开裂问题。
关键词： HyperWorks，CNG，焊点，开裂
0概述
随着我国汽车应用的逐步普及，社会对燃油的需求量快速攀升，燃油的价格也在不断上涨。相对价格高企的燃油而言，廉价的天然气仍具有较大的价值优势，越来越多的出租车、普通家用车选择改装CNG装置（如图1所示），将车辆变为汽油、压缩天然气（CNG，Compressed Natural Gas）双燃料汽车，以降低车辆的使用成本。CNG是一种理想的车用替代能源，具有成本低，效益高，无污染，使用安全的特点，其应用技术经过多年发展已成为一项成熟技术。
为了更好的满足市场的这一需求，主机厂对部分车型进行CNG适应性预先设计，预留改装端口（安装点、过孔等），方便消费者的后期改装活动。和专业改装机构的CNG改装方式（一般会在后底板上增加一块较厚的大尺寸加强板，确保无钣金、焊点开裂问题）相比，主机厂能做到用材更少，整车增重更少，且经过试验充分验证，其综合性能表现更佳。
1问题描述
对于主机厂而言，在CNG改装环节，既要不增加车身重量（除CNG装置外，车身不增加零件，成本不增加），又要确保CNG气罐安装点的强度问题，是一个棘手的问题。安装在行李舱中的液化气罐通常为65kg、80kg或更重，这么大的集中质量对乘用车后底板钣金件是一个挑战。
在某型乘用车改装CNG方案的研发过程中，该CNG方案按80kg（含气罐、压缩天然气）状态进行设计，对原车型不做任何加强，仅预留改装端口。在试验样车的测试阶段，8万公里道路耐久性试验【2】项目在7800公里时发现后底板有焊点开裂现象，如图2所示。开裂发生在后底板前横梁上，该处为3层焊，上两层钣金未开裂，下层钣金（即后底板前横梁钣金）开裂。左前安装点附近2个焊点开裂，右前安装点附近1个焊点开裂。
然而，其它试验的样车并没有出现该现象，如8万公里当量里程四通道台架试验样车、4万公里道路制动试验样车等。制动试验在路况良好的市区环线进行，每公里制动一次。
查核CAE分析报告，计算结果表明各工况下，相关焊点应力较低，失效焊点部位均无开裂危险。经进一步观察分析焊点开裂照片、实物后，发现该批试验样车CNG支架安装点的孔位与设计定义不符，向后移了约10mm，如图3所示。经过和试验部门沟通，了解到四通道台架试验没有纵向、侧向载荷，仅有垂向载荷。这些信息为问题的解决指明了方向。
