在目前的汽車連接器行業(yè)中，我們通常把利用材料本身的柔性來(lái)進(jìn)行裝配的方式稱為鉸鏈結(jié)構(gòu)（圖1）。

所謂鉸鏈斷裂， 是指鉸鏈結(jié)構(gòu)本身在裝配過(guò)程中斷裂而產(chǎn)生的一種失效模式（圖2）。

在實(shí)際的生產(chǎn)以及應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于塑性較好的尼龍類材料的鉸鏈產(chǎn)品，一般不會(huì)出現(xiàn)鉸鏈 斷裂的失效模式，但對(duì)于PBT（聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯）， 由于材料本身的塑性應(yīng)變較弱，致使由此類材料生產(chǎn)的產(chǎn)品時(shí)常存在鉸鏈斷裂的缺陷。

影響鉸鏈斷裂的因素，大體可分為以下幾點(diǎn)：①產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；②模具結(jié)構(gòu)； ③材料本身的性質(zhì)；④注塑工藝。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

不言而喻， 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對(duì)于鉸鏈的性能有著至關(guān)重要的作用， 下面我們就對(duì)目前常用的鉸鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析， 其鉸鏈簡(jiǎn)圖如圖3所示。

從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)分析， 在鉸鏈內(nèi)側(cè)材料是受到擠壓， 而外側(cè)材料是受到拉伸。這樣在鉸鏈外側(cè)就會(huì)形成一條應(yīng)力集中區(qū)域（圖4），

伴隨著在鉸鏈彎曲的過(guò)程中外側(cè)材料受到的拉力越來(lái)越大，鉸鏈就可能會(huì)在外側(cè)因拉力過(guò)大而出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。

下面通過(guò)計(jì)算公式來(lái)分析鉸鏈斷裂的原因， 在此之前我們需要做幾個(gè)假設(shè)：
①鉸鏈外部受最大的拉力；
②鉸鏈內(nèi)部受最大的壓力；
③當(dāng)拉伸的應(yīng)力超過(guò)材料所能承受的極限時(shí)，鉸鏈將會(huì)斷裂；
④中性線（在鉸鏈彎曲過(guò)程中假定的一條長(zhǎng)度不變的線） 位置不變。鉸鏈力學(xué)結(jié)構(gòu)分析如圖5所示。

當(dāng)鉸鏈處于彎曲到位時(shí)，鉸鏈外側(cè)長(zhǎng)度就從L1變?yōu)長(zhǎng)0， 此時(shí)，外邊緣的長(zhǎng)度變化量與中性線長(zhǎng)度的比值即為應(yīng)變值， 計(jì)算如下

Σ=△L0/L1= (L0-L1)/L1=t/R

式中： R———鉸鏈半徑（中性線處）； L0———鉸鏈外側(cè)弧線長(zhǎng)度， L0= （R+t）π／2； L1———鉸鏈中性線的長(zhǎng)度（在鉸鏈厚度 的中間）， L1=πR ／ 2； t———鉸鏈厚度的一半。因?yàn)镽=2L1／π， 所以Σ= πt/2L1。 又因?yàn)閼?yīng)力=應(yīng)變值×彈性模量E， 即σ=ΣE= πtE/2L1。

由以上公式我們不難看出：只有材料的σ彎曲＜σ屈服，鉸鏈才不會(huì)斷裂。因此，只有滿足L1＞πtE／2σ時(shí)，鉸鏈才不容易斷裂。

模具結(jié)構(gòu)

模具結(jié)構(gòu)對(duì)鉸鏈性能影響的最主要因素是澆口的位置。在模具澆注的過(guò)程中，流動(dòng)必須在鉸鏈的整個(gè)截面上進(jìn)行，而不僅是沿著鉸鏈流動(dòng)，在較薄鉸鏈的截面處流動(dòng)會(huì)使長(zhǎng)鏈聚合物分子與流動(dòng)的方向一致。這樣，在流動(dòng)方向上的區(qū)域就會(huì)變得很強(qiáng)， 而在流動(dòng)方向垂直的方向就會(huì)變得很弱。因此，如果流動(dòng)是沿著鉸鏈進(jìn)行的，就會(huì)有應(yīng)力較弱處，鉸鏈就容易斷裂。

流動(dòng)方向是由模具中澆口的位置和方位來(lái)確定的，澆口必須處于與鉸鏈中心線相垂直的線上，并且有一定的距離，假如靠近鉸鏈處主體護(hù)套的厚度不變，澆口任何偏離中心位置將導(dǎo)致熔料在鉸鏈上 的對(duì)角線流動(dòng)，從而勢(shì)必影響鉸鏈的強(qiáng)度。

材料本身的性質(zhì)

每種材料的彈性模量E都不一樣， 勢(shì)必會(huì)直接影響鉸鏈的性能， 并且同一材料不同廠家也不一樣。選擇一種性能優(yōu)越的材料至關(guān)重要，對(duì)于此點(diǎn)就不再作詳細(xì)說(shuō)明。

注塑工藝

注塑工藝也會(huì)影響鉸鏈的性能，比如注塑機(jī)的穩(wěn)定性， 以及保壓時(shí)間等，都會(huì)對(duì)鉸鏈性能有影響，所以， 制定一個(gè)合理的生產(chǎn)工藝是非常有必要的。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析，不難得出對(duì)于分析鉸鏈產(chǎn)品斷裂的一般方法。當(dāng)然，這些方法也可以應(yīng)用在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)初級(jí)階段，做到問(wèn)題早發(fā)現(xiàn)早解決， 在實(shí)際的生產(chǎn)中，應(yīng)該還會(huì)有其他的一些因素影響產(chǎn)品的性能， 這就需要我們勤于思考，善于總結(jié)， 最終得到性能優(yōu)越的產(chǎn)品。