汽车行李箱刚度分析
王圣波_汽车行李防护CAE仿真分析及优化
汽车行李防护CAE仿真分析及优化The Luggage Retention Analysis and Optimizeof Auto by CAE王圣波李路才（一汽海马汽车有限公司、海口、570216）摘要：本文根据汽车研发的需要，利用HyperWorks平台搭建FE模型求解相结合的有限元仿真技术，对一汽海马某款汽车行李箱防护进行仿真计算。
根据撞击结果对防护装置的变形情况和关键部件的应力应变等细节进行分析，判断是否对乘员造成伤害。
提出优化方案，并通过仿真结果，满足法规要求。
为整个研发过程节省了大量的试验费用，缩短研发周期。
关键字：HyperWorks、有限元仿真、行李防护装置、优化Abstract：In this paper, according to the needs of vehicle development, is about a simulation analysis of the auto luggage retention. According to the results of luggage retention parts impact process and judge if existent of harm to passenger. Propose optimum proposals and checking the optimum proposals get through simulation by the result reach the rule.Key words：HyperWorks，FE simulation，Luggage retention，Optimize1前言在现在汽车研发制造中，车身结构的被动碰撞安全性能一直是一个研究的重点。
车身结构抗撞性研究主要注重于研究汽车车身结构对碰撞能量的吸收特性，寻求改善车身结构抗撞性的方法。
在保护成员空间的前提下，最大限度提高车身变形吸收的碰撞能力，从而降低传递给车内乘员的碰撞能量到最小。
三厢轿车行李箱盖扭杆弹簧平衡系统分析及其设计应用
链之间"行李箱开关过程中"设单根铰链自身摩擦力矩为 $*" 单根扭杆扭矩为 $+"在行李箱盖开关过程中"如果在中间位 置能够达到平衡状态"则要满足如下条件!
$! e)$*f)$+
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当不满足以上条件时"行李箱盖处于上升或下降过程%
)&$ 铰链摩擦力矩
目前常用的铰链有二连杆铰链和四连杆铰链两种"文章
%<3 -+ % ()# $M%
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f)[*&L'
由于扭杆是在行李箱盖参数已经确定的条件下设计的"
即上式中 !" (#$ (#(Q和 $*为已知条件"上式转化为选取合 适的 < 和 +关 "在某一角度 $ 处达到平衡状态%
)&( 行李箱盖开闭系统的性能要求分析
对于轿车行李箱盖开闭系统来说"在开启(关闭过程所
#行李箱盖重力矩分析 假设轿车行李箱盖系统的总重量为 !" "因为行李箱盖 左右对称"所以可以将行李箱盖系统简化在 dV平面中进行 研究% 行李箱盖绕铰链轴中心转动"假设其中心坐标为& d9" V9' "当行李箱盖处于关闭状态时"其重心坐标为& dD"VD' % 图 $ 所示为行李箱盖开关状态示意图% 假设行李箱盖重心 到铰链轴中心的距离为 #$ "行李箱盖关闭时重心轴线与水平 面的夹角为 #"行李箱盖重力矩力臂为 d(开启与关闭位置旋 转角度 !%
关键词行李箱盖扭杆弹簧平衡分析
44扭杆弹簧作为一种弹性元件"因其结构简单(成本低廉( 耐久性能好"被广泛应用于三厢轿车行李箱盖开闭系统% 其 工作原理是通过扭杆弹簧扭转产生弹性变形"储存扭矩"克 服行李箱盖的重力矩和铰链摩擦力矩"从而达到开启行李箱 盖的功能% 对于使用扭杆弹簧的轿车性能要求"行李箱盖解 锁后以小于某一加速度值弹起到一定高度后静止"在一定角 度范围达到平衡状态"以免落下伤人"而在最大开启位置又 能保持静止并可抵抗一定的迎风力矩% 文章通过对行李箱 盖开关过程中重力矩曲线的分析"同时将扭杆弹簧扭矩曲线 与重力矩曲线相匹配"设计扭杆的线径和旋转角度%
乘用车行李箱盖铰链杆的刚度有限元分析与结构优化
设设g6渊l袁r冤=20-r2臆0
设
墒设设g7渊l袁r冤=20-r3臆0
渊1冤
式中院gi渊l袁r冤为尺寸约束函数袁i=1袁2袁3袁4袁5袁6袁7曰l 为直
2 铰链杆刚度问题分析
为了得到铰链杆竖直刚度设计公式袁 并对铰链杆 进行刚度优化袁笔者先简化铰链杆模型袁并以卡氏第二 定理为基础推导铰链刚度表达式袁 然后通过有限元法 与试验法验证其正确性以及铰链杆是否超出所用材料 的屈服强度遥最后根据约束条件求出最优解袁并用有限 元法验算铰链杆在刚度最优解情况下是否满足要求袁 其流程如图 1 所示遥
专题报导
乘用车行李箱盖铰链杆的刚度有限元分析与结构优化*
□ 朱 鑫1
□ 韩冬桂 1 □ 刘 芳 1 □ 李红军 1 □ 蔡元初 2 1. 武汉纺织大学 机械工程与自动化学院 武汉 430000 2. 湖北航宇精工科技有限公司 湖北襄阳 441000
□ 燕 怒1
摘 要院乘用车行李箱盖铰链杆是保证行李箱盖正常工作的关键部件遥 对行李箱盖铰链杆的刚度进
机械零件的刚度计算公式适用于结构简单的模 型袁而铰链杆的结构较为复杂袁导致求解相对困难遥 借 鉴复杂零件的刚度求解理论和方法是一种比较有效的 途径遥 周志鸿等咱8暂 基于有限元法计算复杂曲柄刚度曰
* 国家自然科学基金资助项目渊编号院51775388冤 收稿日期院圆园员8 年 9 月
王新新等咱9暂 利用有限元法计算复杂电主轴刚度遥 两者 通过试验都验证了有限元法在计算复杂零件刚度上的 准 确 性 袁但 未 能 推 出 刚 度 公 式 遥 李 华 等 咱10暂以卡氏第二定 理为基础对 Z 形悬臂梁建立刚度计算公式袁但为了简 化运算忽略转角处的弯矩袁导致计算精度不高遥在这些 研究基础上袁 笔者基于卡氏第二定理提出铰链杆竖直 刚度设计公式袁 并对铰链杆进行有限元分析和试验验 证遥
自卸汽车铝合金车箱结构强度分析
板组成。车箱通过翻转支座与副车架连接。车箱 长 ８２０ ｍ、 ２３ ０ ０ ｍ 宽 ０ ｍｍ、 １８０ ｍ； 高 ０ ｍ 车箱 采 用
６６ 一Ｔ ０ １ ６铝合 金板 ， 屈服 强度 为 ２６ ａ抗 拉 ７ ＭＰ ， 强度 为 ３ ０ ａ 弹性模 量 Ｅ ＝ ７ ０ Ｎ／ １ＭＰ ， ９００ ｍｍ２泊 ，
松 比 ＝ ０ ３ 。 ． ３
车箱 的有限 元 计算 模 型 的 网格 划 分 是 在 Ｈｙ —
ｐｒ ｓ ｅＭｅｈ软件 中进 行 的。车箱 各板 采用边 长 ２ ｍ ０ ｍ
的板 壳单元 （ｈｌ模 拟 ， 板 翻转支座 与 车箱 翻转 Ｓｅ１ ） 后
支座采用三维实体单元（０ｄ 模拟 ， Ｓｌ ） ｉ 车箱焊接部位
采 用焊接 单元 （ ｂｒ模拟 ， Ｒ ａ） 焊接 部位 的节点 采用 焊 接 单 元 （ ｂｒ 连 接 。 整 个 车 箱 有 限 元 模 型 由 Ｒ ａ）
１ ３ 载荷 的 处理 ．
作用 在 车箱上 的载荷 包括 ： 作用 在油缸 与 车箱 连接 处 的举升力 、 载 的砂 石对 各板 的作用 力 。举 装
中图分 类号 ： ６ ． ４ Ｕ４ ３ ８ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：６ ２ ６ ６ ２ １ ）９—０ ２ —０ １７ —１ １ （０ ０ １ ０７ ６ 分析 模 型如 图 １ 所示 。
近年来 ， 着 国家节 能 减 排 政策 法 规 的实施 ， 随 汽车 轻量化 研究 不 断 深人 －ｊ 自卸 汽 车 由底 盘 ４。 和上装 两部 分组 成 ， 中上装 部分 占到汽车 整备质 其 量 的 ４ ％左 右 ， 箱 占整个上 装质 量 的 ７ ％以上 。 ０ 车 ５ 因此 ， 车箱 的轻 量化研 究对 自卸 汽车轻 量化起 着举 足轻 重的作用 。某 公 司设 计 开发 了一 种 自卸 汽车 铝合金 车箱 ， 减轻 了整 车 自重 。为 使铝合 金 车箱满 足使用 要求 ， 本文基 于 虚拟样 机 和有 限元 技术 对铝 合 金 车箱 的结 构强 度进 行 了分 析 ， 为铝合 金车 箱 的 设 计及 改进提 供 了参 考 依据 。
汽车行李箱盖产品结构优化设计分析
汽车行李箱盖产品结构优化设计分析发表时间：2019-09-19T14:27:52.233Z 来源：《建筑细部》2019年第4期作者：罗林[导读] 在汽车行业当中，汽车行李箱盖的开启方式和驱动点的改变会使电动开启的用力过大，所以在汽车行李箱盖开发过程中，要将开启施力值减少到合理的范围，满足行李箱盖电动化的需求，本文就主要对汽车行李箱盖产品结构优化设计进行了分析。
罗林四维尔丸井（广州）汽车零部件有限公司 510530摘要：在汽车行业当中，汽车行李箱盖的开启方式和驱动点的改变会使电动开启的用力过大，所以在汽车行李箱盖开发过程中，要将开启施力值减少到合理的范围，满足行李箱盖电动化的需求，本文就主要对汽车行李箱盖产品结构优化设计进行了分析。
关键词：汽车行李箱盖；产品结构；优化分析目前汽车行李箱盖产品主要是基于纯手动的开关来设计后备箱盖的，要对汽车行李箱盖产品结构进行优化和设计，主要目的就是设计手动开启处的用力较小，而电动开启行李箱盖则是从支撑端施力，驱动行李箱盖整体开启和关闭，所以电动开启行李箱盖的过程相对于手动来说是一个较费力的过程，因此在汽车行李箱盖电动开发过程中要在不影响行李箱位置关系和运动关系的同时，对行李箱盖产品结构进行优化，设计如何增加电驱动端力臂长度，减少阻力。
一、压力边和拉延力的计算1、压边力的选择冲压形成过程中的重要工艺参数之一就是压力边，压力边的选择是否合理影响着该过程是否可能出现缺陷。
首先压边力是能够增强板料拉应力，控制板料的流动，如果压边力不足，将会引起板料的破裂和起皱，通常情况下，当压力边增大时，成形力也会随之增大，并且在一定范围内一直，会对板料的起皱有一定的抑制作用，减少拉力不足的情况，但是如果拉应力过大，则会明显增加板料拉裂的趋势，导致板料产生破裂，过大的压力便会加快模具的损耗，减少模具使用寿命，过小压边力，会导致板料流动不足，形成拉裂或起皱的现象。
所以压边力的选取会受到很多因素的影响，其中拉延件的结构形状，对压边力的选择起着决定性的作用，板料的性能、模具的结构压边力的选择，所以需要通过一些模拟仿真实验，通过一些精细的计算来选取合适的压边力。
李洪涛_乘用车行李箱盖结构分析流程自动化
乘用车行李箱盖结构分析流程自动化李洪涛史建鹏东风汽车公司技术中心武汉430056摘要：本文利用HyperWorks二次开发接口，采用TCL语言开发了乘用车行李箱盖结构分析流程自动化，规范了乘用车行李箱盖CAE操作，显著提高了工作效率。
通过对比行李箱盖手工操作分析与流程自动化分析验证了二次开发的可靠性。
开发过程具有通用性与推广性。
关键词：HyperWorks二次开发TCL脚本语言乘用车行李箱盖1. 引言汽车CAE仿真是一个庞大的系统，分析工况种类繁多，边界条件复杂多变。
建模、仿真及后处理过程中若采用手工操作不但费时费神而且易出错，这给分析工程师们带来诸多不便，不能够把更多的精力投入到研发当中。
分析工程师们希望能够把分析流程进行自动化，规范化以提高分析效率。
Altair HyperWorks软件提供了丰富的二次开发接口，涉及到前、后处理各个方面，为用户进行自主开发从而实现流程自动化带来了极大的方便。
本文开发了乘用车行李箱盖结构分析流程自动化，开发过程具有通用性，可以推广到其他方面的应用。
2. 流程自动化开发过程HyperWorks二次开发是采用TCL脚本语言结合HyperWorks软件特有的命令语言进行编程来实现流程自动化。
TCL语言是一种比C/C++语言有着更高抽象层次的解释执行脚本语言，其简明，高效，可移植性好。
TCL几乎在所有的平台上都可以解释运行，功能强大。
特别是在信息产业、自动控制、机械电子等领域应用广泛。
TCL目前已成为自动测试中事实上的标准。
HyperWorks中的HyperMesh软件及HyperView软件自带有对象创建、查询、修改等命令，及图形界面工具包可以方便快捷的建立图形界面，这些都给流程自动化开发节省了大量时间。
2.1前处理流程自动化前处理流程自动化有两种途径一种是使用HyperMesh软件的宏(macro)功能结合HTML 语言及TK语言建立流程自动化，另外一种途径是使用HyperWork中的Process Studio建立流程自动化模板然后采用Process Manager加挂到HyperMesh软件菜单中。
车载行李架承载力性能及可靠性测试
4） 行李架横梁上放置负载框架，然后逐步在负载框 架上增加负载重物，直到735 N为止，如图6所示。记 录负载后的百分表读数和应变信号，如图7所示。
5） 卸载并整理场地。 6） 整理实验数据，有效负载实验工况结束。 7） 继续完成其他工况（如有），直至所有工况完成。 1.3.3数据统计分析 各工况静态加载位移统计分析如表2O 由表2可知，各工况静态加载位移测试值中，前后 横梁测量值较大，比有限元分析值略大，且符合企业标 准设计要求值。有限元分析结果与实际实验值的差异， 可从数模网格划分、约束点位置、工装台架精度等进行 具体分析，本篇不做详细展开。 1.3.4有限元分析的应力数据与实际数据对比 根据有限元分析的应力数据（图8）,可以得出最 大应力基本在横梁与四个端座的连接处。 将实际应力值与虚拟分析值进行比较分析，如表3 所示。应力虚拟分析值与实际台架结果相当接近，实测 值较理论值偏小，该有限元分析值可信度较高，值得在
T爲釁鷲胪7试验技术与方法
贴上三向应变花，因横梁表面为阳极氧化处理，需稍加 打磨才能粘贴到位（如图3）o 4条应变通信电缆接入数 据采集仪，电脑连通数采仪，用TCE软件控制数采仪， 并标定应变信号。如图4所示。
2 ）车顶平放在4 m X 6 m的水平铁地板上，用水平 仪调整车顶位置，并固定在铁地板上。在行李架横梁对 应位置布置两个百分表。如图5所示。
引言 汽车行李架的叫法有很多,包括:车顶架、车顶横梁、 车顶行李架、汽车顶架、车顶支架。根据car2100权威定义, 汽车行李架指安装在车顶便于系带大件物品的支架，是 汽车车顶一切搭载方案的基础叫它兼具审美与实用功 能，既可配合车身的造型和颜色，让车看上去更美观、 更酷，也可以在车内空间不足时，在车身外安全方便地 放置和固定行李。它能承载行李厢放不下的东西，比如 体积大的行李、自行车、折叠床、皮划艇等叫 当然，在行李架上安装物品后无疑增高了车辆重
1-4汽车车身刚度
4．覆盖件结构刚度
汽车覆盖件刚度是反映使用性能及安 全性能的重要指标之一，刚度达到要求， 汽车覆盖件不至于产生震动或塌陷。
如刚度不足，不仅会造成产品形状的 精度较差，组装后容易变形，而且还会产 生噪音，影响乘员健康，降低汽车的使用 寿命。
汽车覆盖件
发动机罩
发动机罩的设计应该保证车辆在 碰撞的时候吸收碰撞能力，发动机罩 发生变形，薄弱环节发生弯折，防止 发动机罩在发生碰撞时对人员造成伤 害，所以发动机罩的设计如图所示。
轿车碰撞的折叠区
2．立柱结构刚度
一般轿车车身有三个立柱， 前柱（A柱）、中柱（B柱）、 后柱（C柱）。对于轿车而言， 立柱除了支撑作用，也起到门框 的作用。立柱是关键件，它要有 很高的刚度。
前柱（A柱）
设计师考虑前柱几何形状方案时 还必须要考虑到前柱遮挡驾驶者视线 的角度问题。尽量使既要有一定的几 何尺寸保持前柱的高刚度，又要减少 驾驶者的视线遮挡影响，瑞典沃尔沃 推出的概念车scc，就将前柱改为通透 形式，镶嵌透明玻璃让驾驶者可以透 过柱体观察外界，令视野盲点减少到 最低。
后柱（B柱）
后柱与前柱、中柱不同 的一点是不存在视线遮挡及 上下车障碍等问题，因此构 造尺寸大些也无妨，关键是 后柱与车身的密封性要可靠。
3．梁的结构刚度
纵梁构件的设计思路是 尽可能沿着轴向压溃变形， 控制弯曲变形量，从而获得 满意的能量吸收效果。目前 主流设计是布置与前纵梁独 立的波纹管装易溃缩纵梁。
沃尔沃概念车SCC通透式前柱
中柱（B柱）
中柱不仅要支撑车顶盖，还要承受前后车门 的支撑力，在中柱上还要装置附加的零部件。但 是有些设计师从乘客上下车便利的方面考虑，把 中柱给取消了，最典型的就是雪铁龙的C3轿车。
轿车行李箱盖铰链受力分析及在设计中的应用
轿车行李箱盖铰链受力分析及在设计中的应用行李箱平衡铰链，是指使用弹性元件，可以在行李箱盖开启和关闭时平衡盖重力的铰链结构，因为平衡铰链结构简单、有足够强度和可靠耐久等优点，大部分车型特别是中低档车型，基本上采用这种结构的铰链，其弹性元件采用扭杆。
在行李箱盖使用过程中，一般要求启动开启装置后，能自动弹开一定高度，介在半开（一定的打开角度）状态下要保持静止不动以防落下伤人，同时在最在打开位置时有足够的保持力，以防风力作用下自行落下关闭。
一、轿车行李箱盖平衡铰链的受力分析1、铰链情况介绍:行李箱盖平衡铰链简图如图1所示，图2为左侧铰链的侧视图。
图1 行李箱铰链简图（只装一边扭杆）图2 左侧铰链的左侧视图从图2可以看出，扭杆的运动受铰链支架和联杆的约束，只能绕安装口旋转。
因此，支架、铰链、联杆、扭杆构成了四连杆机构，其中铰链支架为固定杆，其它均可以活动。
图2只为铰链的侧视图，实际零件并不在一个平面内。
但是，把各零件投影到同一个平面内，并不影响受力分析，所以可以把铰链的四连机构看作一个平面四连杆机构来分析。
此平面四连杆机构的受力如图3所示：图3：铰链平面四连杆机构的受力图（数据为设定的）图3中，AD表示铰链支架，AB为扭杆，BC为联杆，CD为铰链，其长度如图所示，而四连杆的之间角度φ1、φ2、φ3和φ4的初始值（即行李箱盖铰链全关时的角度）也已经在图3中表示。
另外，把扭杆的扭矩记为M T，而铰链所受的重力（包含行李箱盖和铰链本身）记为G，但是在分析中，把G换为重力对D点的力矩可能更为方便，因此铰链CD就受到重力矩M G的作用。
显然，M T和M G都为变量，随行李箱铰链的开启角度变化而改变。
2、杆的受力分析：存在摩擦力作用时，BC杆不能视作为一根二力杆，在行李盖向上运动时，BC杆的受力如图4所示。
其中摩擦力作用的效果是一个摩擦力隅。
另外，如果把图4中的摩擦力隅M B和M C定义为正负值，则图4可以用于行李箱盖打开和关闭时的受力。
某SUV行李箱冲击试验仿真分析及结构优化
某SUV行李箱冲击试验仿真分析及结构优化张恒山;王丽雪【摘要】某SUV车型为满足国家强制法规GB 15083—2006中"关于防止移动行李对乘员伤害的特殊规定"的要求,采用有限元分析法进行了行李箱冲击试验仿真分析,发现后排座椅靠背骨架及其在车身上连接点的强度存在不足之处.依据仿真分析结果,通过对座椅靠背锁钩及其周边结构、座椅转轴支架及其周边结构以及座椅靠背骨架进行加强,提高了后排座椅抗冲击的性能,并对优化方案进行了实车验证,最终使该车型满足了强制法规的要求.验证了有限元分析在车身开发中的有效作用,对后续座椅及其连接结构的设计具有一定的参考意义.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】7页(P22-27,30)【关键词】SUV;行李箱冲击试验;后排座椅;仿真分析;结构优化【作者】张恒山;王丽雪【作者单位】同济大学;中国第一汽车集团有限公司研发总院;中国第一汽车集团有限公司研发总院【正文语种】中文随着我国汽车工业的迅猛发展，道路上的汽车越来越多，交通事故造成了大量的人员伤亡及财产损失，因此汽车碰撞安全问题越来越引起人们的关注。
在汽车碰撞事故以及急减速的过程中，行李箱中的行李由于惯性的原因会对后排座椅产生巨大的冲击，如果后排座椅骨架或固定点强度不足，行李移动的冲击力会给后排乘员带来严重伤害，因此，国家制定了强制性标准。
GB 15083—2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》对后排座椅安全性能提出了明确的要求，用来防止行李移动危及后排乘员的生命安全[1]。
文章通过对某SUV进行了行李箱冲击仿真分析，针对分析中出现的问题提出了多个方案进行对比，并对最优方案进行了实车验证，最终使该车型满足了法规要求。
1 行李箱冲击试验要求根据GB 15083—2006中关于防止移动行李对乘员伤害的特殊规定，M1类车型需根据附录F进行行李箱冲击试验：将车体牢固地固定在试验台车上（将车体装在台车上的连接方式不应对座椅靠背有所加强）；座椅后方200 mm处放置2个试验样块，各试验样块内侧边缘距汽车纵向中心面25 mm，以使2个试验样块之间有50 mm的距离（如图1所示）；其中，试验样块尺寸为：300 mm×300 mm×300 mm；一切边棱倒圆角均为20 mm；质量为18 kg。
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汽车行李箱刚度分析
作者：杜登惠黄庆
摘要：本文通过MSC Nastran求解计算对汽车行李箱盖的刚度进行评估，通过对计算结果的分析，对行李箱盖的力学本质有了许多新的发现，根据这些新的发现，提出相应的改进方案，排解了设计工程师苦于难以提高行李箱刚度的困扰。
1 背景
近年来，随着汽车改型换代加快，汽车行李箱盖成为频繁更改且更改较大的部件之一。
为了在很短的时间里设计出刚度很好的行李箱，需要在开发阶段用MSC Nastran软件对其刚度进行评估，对不满足刚度要求的结构提出有效的改进方案，得到设计工程师的认可后再进行验算，有力地支持设计工程师的设计工作，缩短了产品开发时间，保证项目顺利进行。
本文通过对某车型的行李箱盖进行各种刚度计算，来分析不同的改进方案对每种刚度的影响，从而进一步找到行李箱盖的一些力学现象和大幅度提高刚度的设计方向，有效支持设计工程师的设计工作。
行李箱盖主要由外板、内板、铰链、铰链加强板，锁加强板组成，外板和内板在外周包边，中间有胶连接，如图1所示。
图1 某汽车的行李箱盖
为了保证行李箱盖在制造、运输、使用过程中不会有太大的变形和损坏，行李箱盖的设计需要满足一定的刚度值，主要刚度有：侧向刚度，扭转刚度，前端局部刚度，过开刚度，尾部纵向刚度，尾部切向刚度，等等。
2 有限元模型的建立
2.1 网格划分及连接
采用边长为10mm的壳单元进行网格划分。
铰链与内板及加强板处的螺栓连接孔要有两圈washer。
内外板之间的包边共节点，内外板之间的胶连接用一定刚度的弹簧连接。
行李箱盖的有限模型如图2所示，节点数大约2万。
图2 行李箱盖的有限元模型
2.2 材料
计算中所使用的材料参数如下：
所有零件材料均用上述参数。
3 分析与结果
对现有设计进行侧向刚度、扭转刚度、前端局部刚度、过开刚度、尾部纵向刚度和尾部切向刚度分析，得出每个刚度的位移，求出刚度值，并对主要工况的应变能图仔细研究。
图3、图4、图5分别为过开刚度、扭转刚度、侧向刚度的应变能图。
通过对计算结果研究，发现铰链及铰链的布置、铰链加强板的设计和行李箱盖水平面与垂直面相接处的设计对刚度影响很大，下面就这几个方面分别分析。
(1)铰链的截面比厚度性价比更高，即增加截面可以在增加较小的质量（质量在某种意义上就代表cost）上获得较好的刚度。
在原始设计的基础上，将铰链的截面从20mm×20mm变为22mm×22mm，将厚度从2.0mm 变为1.6mm，如图6所示。
结果是：铰链的质量下降了8.9%；侧向刚度上升了5.1%；扭转刚度上升了0.3%；过开刚度上升了2.3%。
(2)铰链与内板及加强板的连接孔间距增加可以提高刚度。
在原始设计的基础上，将铰链与内板及加强板的连接孔间距从60mm增加到70mm，如图
7所示。
结果是：前端局部刚度增加了10.8%；尾部纵向刚度增加了2.1%；扭转刚度增加了1.7%；过开刚度增加了1.5%。
(3)侧向刚度计算的加载点和铰链在车身上的安装点比较，Z向的位置对侧向刚度影响很大。
在原始设计的基础上，将计算侧向刚度的加载点Z向抬高30mm，如图8所示。
结果是：侧向刚度提高了27%。
(4)铰链加强板的设计对刚度影响很大。
(a)在原始设计的基础上，将铰链加强板的靠前的加强筋的高度从2mm变为5mm，将加强筋延伸靠近螺栓连接孔，见图9。
结果是：侧向刚度增加了3.4%；扭转刚度增加了10.3%；过开刚度增加了2.8%。
(b)在原始设计的基础上，将铰链加强板的一部分材料去掉，见图10。
结果是：侧向刚度下降了8%;扭转刚度下降了36.3%；过开刚度下降了50.0%。
(5)行李箱盖水平面与垂直面相接处的设计对刚度影响很大。
在原始设计的基础上，将靠两边的行李箱盖水平面与垂直面相接处的过渡改缓，即圆角半径变大，最高处相差8mm，如图11所示。
图11 行李箱盖水平面与垂直面相接处的设计更改
结果是：
侧向刚度增加了3.7%；
尾部纵向刚度增加了11.3%；
扭转刚度增加了9.5%；
过开刚度增加了10.1%。
4 结论
利用MSC Nastran软件计算可以为设计提高汽车行李箱的刚度提供方向性指导，并且在产品开发阶段取得了很好的成效。
(1)铰链的截面做得大一点，为了不增加质量，可以将厚度减小，结果对提高侧向刚度、扭转刚度、过开刚度都有好处；
(2)将铰链与内板及加强板的靠前的连接孔向前移，则行李箱盖的前端局部刚度会提高很多；
(3)将铰链加强板在Y向做宽，焊点尽量布置远，对行李箱盖的扭转刚度非常有利；
(4)将铰链加强板上的加强筋做强，且靠近螺栓连接孔．对行李箱盖的扭转刚度非常有利；
(5)如果铰链在车身的安装点与侧向刚度加载点的z向距离减小点，则对李箱盖的侧向刚度提高很大；
(6)行李箱盖水平面与垂直面靠两边相接处设计得过渡平缓一点，使得此处的结构厚实一些，对提高行李箱盖的侧向刚度、尾部纵向刚度、扭转刚度、过开刚度都非常有利。