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摘要：对开门冰箱冷藏门体在高低温冲击试验过程中一般都会发生门体开裂现象，这主要是因为冰箱冷藏门把手与饰条缝隙过大。所以基于此问题必须提出对开门冰箱冷藏门体结构的优化设计措施，有效改进这一冰箱门体设计结构问题，探究其中诸多关键技术要点。
关键词：对开门冰箱；冷藏门体结构；开裂；高低温冲击试验；改进对策
国内对开门冰箱普遍存在结构设计问题，即在冰箱冷藏门体高低温冲击试验测试过程中，门体容易出现开裂、变形等等问题，这主要是因为冷藏门把手与把手饰条之间缝隙过大所导致。为此，分析对开门冰箱的这一门体结构设计弊病成因是非常有必要的。
一、对开门冰箱冷藏门体的结构设计弊端问题
对开门冰箱的冷藏门体总长度一般在1700~2000mm，其主要组成部分包括了冷藏门上下端盖、把手、门饰条、玻璃面板、泡沫层以及内胆。其中上下端盖与内胆材质采用到了ABS防滑材料，另外冷藏门体把手、门饰条方面采用到了真空电镀工艺材质进行电镀着色，另外还采用到了直接注塑成型的连接卡口进行连接，其装配后的连接缝隙大约控制在0.3~0.5mm左右。如图1[1]。
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图1对开门冰箱冷藏门体基本结构组成
针对开门冰箱冷藏门体进行高低温冲击试验，其中会出现冰箱部分冷藏门体开裂问题，其中把手与饰条缝隙也会逐渐增大，最大缝隙大约在3mm左右。为消除这些异常弊端问题，需要明确高低温冲击试验不同阶段实施内容，大体应当分为两个阶段：其中第一阶段将冲击试验温度控制在-30~60℃之间（浮动变化），保证一个试验周期控制在36个小时；其中低温状态下（-30℃）试验时间控制在24小时以内。如果是高温则要在控制在60°并保持试验时间在12小时以内，总共分为3个周期；第二阶段要将温度控制在-40~70℃之间（浮动变化），试验周期为36小时一个周期。其中低温状态下（-40℃）试验时间控制在24小时以内，高温状态下（70℃）试验时间控制在12小时以内，试验周期同样为3个周期。在经过高低温试验后，要求冷藏门体不会出现开裂变形问题，且要保证门把手、饰条不开裂，同时保证其把手、饰条缝隙均控制在1.5mm以内。
二、对开门冰箱冷藏门体的结构变形成因分析
对开门冰箱冷藏门体出现结构变形问题，导致问题成因较多，大体来讲就包括了化学应力成因、机械应力成因两点，下文将展开逐一分析[2]。
（一）化学应力成因分析
冰箱在其生产过程中会采用到发泡技术，主要是利用到环戊烷对ABS材料内胆进行处理，但是这一处理过程对ABS材料而言具有腐蚀作用，需要合理把控。具体来说，如果将ABS材料直接泡入到环戊烷液体中，在受到液体蒸汽侵蚀影响，ABS材料会被软化并最终溶解。所以说这一发泡过程中如果环戊烷浓度相对偏低，冰箱冷藏门体内胆在接触过程中不会发生问题，但考虑到其门体内胆还要经过真空吸塑成型步骤，热胀冷缩状态下就会导致内胆中ABS材料聚合物分子发生变化，产生新内应力，此时无论是何种浓度的环戊烷都会对冰箱本体内胆产生一定的腐蚀作用，导致内胆被破坏。
针对这一局部软化问题，需要结合冰箱冷藏门体的局部应力松弛问题展开分析，它也是导致门体产生裂缝的主要原因，且该裂缝也会延伸直接造成门体内胆开裂，问题严重化。针对这一问题，需要对其薄弱部位进行专业化分析，例如形状突变台阶变化。比如说如果冷藏门体内胆凸出，就要分析其内应力问题，这一内应力一般出现在发泡层，且内应力会出现叠加状况，造成内胆位置出现不同程度开裂[3]。
（二）机械应力成因分析
机械应力是导致冰箱冷藏门体开裂的另一大主要成因。机械应力会直接施加于内胆之上，导致外部应力大于内部应力，此时冰箱冷藏门体内胆的物性指标就会发生变化，内胆结构所能承受外部支撑力超出限度，直接导致局部开裂，进而释放外部应力。具体来讲，外部应力的具体表现形态有多种：首先如果ABS材料层发泡，其把手、饰条会直接粘连，如果此时进行高低温冲击试验，则发泡层会出现发涨状况，导致门体门把手、饰条部位连接缝扩大。当这一膨胀应力达到极限，就会造成门把手以及饰条开裂。
再一点就是发泡层厚度不够均匀，结合结构设计需求，需要对冷藏门内胆设计问题进行分析，了解门体发泡层厚度不均匀问题，它也会导致高低温冲击过程中门体发泡层热胀冷缩问题出现。此时必须分析发泡层厚度突变问题，了解冰箱冷藏门体的内应力变化情况。在该过程中，需要建立门体有限元模型，主要是对冰箱门体温度与应力耦合内容进行分析，发现发泡层厚度突变位置，实际上其突变变化与实际情况不相一致[4]。
三、对开门冰箱冷藏门体的结构变形问题改进对策
结合上述问题，有必要对对开门冰箱冷藏门体的结构变形问题进行分析，提出有效改进对策。其主要的结构改进位置为冰箱冷藏门体隔离门胆薄弱位置，并对发泡层泡沫实施部分隔离，增加把手和失调之间的有效联结强度，再者就是对发泡层厚度进行检测，保证发泡层厚度一致。结合上述结构改造思路，需要基于数值模拟验证、CAE辅助分析对实物样件进行多次验证，并提出具体的门体结构改进措施。
首先，需要在对开门冰箱冷藏门体门胆位置改造发泡层，改造发泡层薄弱位置接触面，确保其与隔离位置铝箔宽度平齐，一般来说长度应当控制在100mm左右。在改造过程中，需避免铝箔长度不能过长，避免其发泡层脱粘面积过大。如此才可避免在高低温冲击试验过程中出现内胆鼓包问题[5]。
其次，要在玻璃面板的把手位置粘贴一层门体加强铁，如此改造设计的原因在于有效增加发泡层厚度，确保其在热胀冷缩过程中不会断裂。再一点，需要对整体发泡层与把手位置进行调整，做好隔断，确保整体发泡与把手、饰条等位置连接不会过分紧密。要最大限度减小把手与饰条之间的发泡层膨胀拉力。
再次，要尝试设计改造门把手结构，以增加门把手锁紧块。具体来说就是要采用到螺栓进行固定，适当增加把手连接强度。在门体发泡层发泡之前，需要在玻璃面板位置增加一块厚度大约在26~30mm左右的EPS泡沫块，保证发泡层厚度与门体厚度一致，同时有效降低冷热冲击状态下发泡层的不均匀内应力受力状况[6]。
总结：
综上所述，要针对对开门冰箱冷藏门体进行设计改造，基于多层次手段，配合CAE分析、高低温冲击试验降低门体开裂变形可能性，解决门把手与门饰条中缝隙过大这一问题。换言之，就是要制定一系列改进措施，解决业内冰箱生产弊病问题，为业内冰箱生产水平提高提供有价值技术性参考方案。
参考文献：
[1]郑召辉、郭英俊、王晓丽、周南、付娟娟.冰箱内胆加强件自密封结构的优化及研究[C]// 2020年中国家用电器技术大会.2020.
[2]韦刚，祝家付，刘殿，等.浅析风冷冰箱防凝露系统优化设计[J].日用电器，2020，（05）：71-74.
[3]王利亚、黄文才、江俊、李语亭、钟泽.冰箱压缩机管路减振结构设计及优化[J].家电科技，2020，（05）：78-80+96.
[4]王少一，朱小兵.冰箱橡胶脚垫噪声振动优化设计研究[J].家电科技，2020（S1）：293-296.
[5]毛君、陈洪岩、聂恺延、陈洪月.冰箱用线性压缩机性能测试试验台设计及性能分析[J].机械设计，2020，（11）：51-56.
[6]韩丽丽，张升刚，王美艳，等.基于多体动力学仿真的冰箱助吸器优化设计[J].机械制造，2020，（04）：75-78.