王因杰

摘 要：整車產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)銷售市場(chǎng)有重要影響，零件的可靠性對(duì)整車產(chǎn)品質(zhì)量起關(guān)鍵作用。因此，提高零件的強(qiáng)度成為提高零件的可靠性有效途徑。該文主要探討加強(qiáng)板對(duì)提高零件強(qiáng)度的方法，通過(guò)采用不同結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)板，模擬整車受力分析，尋找提高零件強(qiáng)度的最佳的可行方案。

關(guān)鍵詞：加強(qiáng)板 后橋 縱臂支座 強(qiáng)度

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（b）-0069-02

我司研發(fā)的CN100車輛在海南試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行可靠性道路試驗(yàn)1.8萬(wàn)公里后，懸掛系統(tǒng)中的后橋縱臂支座出現(xiàn)疲勞性開(kāi)裂現(xiàn)象，因后橋縱臂支座起支承后減震器與車身連接的作用，縱臂支座開(kāi)裂使得減震器的減震性能失效，削弱了整車的舒適性能。

1 方案可行性分析

1.1 故障現(xiàn)象分析

我們對(duì)后橋縱臂支座開(kāi)裂問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)性分析，從故障現(xiàn)象看，后橋縱臂支座開(kāi)裂出現(xiàn)在支座與減震器連接的支架上，裂縫疑似鈑金件受力被撕裂現(xiàn)象，裂縫長(zhǎng)達(dá)20 mm。

1.1.1 故障確認(rèn)

后橋縱臂支座開(kāi)裂位置不是在焊縫處，而是在焊瘤的邊緣位置（焊縫與母材的過(guò)渡區(qū)）。

1.1.2 斷口分析

見(jiàn)圖3，⑦區(qū)域是焊接過(guò)渡區(qū)域，產(chǎn)生應(yīng)力集中，有零件開(kāi)裂的“人”字裂紋痕跡，屬于疲勞裂紋源區(qū)；②⑤是主裂紋，①③、④⑥是次裂紋（其他裂紋標(biāo)注省略），裂紋發(fā)展方向與縱臂支座受到汽車重力產(chǎn)生的主應(yīng)力方向一致；⑨區(qū)域是疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)域，⑩區(qū)域是疲勞裂紋終斷區(qū)域。

1.1.3 焊縫分析

見(jiàn)圖4，斷口位置遠(yuǎn)離焊縫位置（約5 cm），金相組織圖片亦顯示焊接過(guò)渡區(qū)域平穩(wěn)，可見(jiàn)焊縫質(zhì)量不是縱臂支座開(kāi)裂的影響因素。

1.1.4 理化分析

零件材料為SAPH400，經(jīng)檢測(cè)，化學(xué)成分、力學(xué)性能均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。（見(jiàn)表1）

1.1.5 零件強(qiáng)度校核

模擬整車工況，沿減震器軸向方向?qū)v臂支座減震器銷施加3KN載荷，對(duì)單獨(dú)的縱臂支座，應(yīng)力集中點(diǎn)的應(yīng)力值為166 MPa、182 MPa；對(duì)整車懸掛系統(tǒng)的縱臂支座，應(yīng)力集中點(diǎn)的應(yīng)力值為156 MPa、209 MPa、178 MPa。應(yīng)力集中位置正好是縱臂支座開(kāi)裂位置，有較大的應(yīng)力集中區(qū)域。（見(jiàn)圖5）

1.2 改進(jìn)方案

針對(duì)以上分析，決定在縱臂支座中增加加強(qiáng)板，以提高縱臂支座零件強(qiáng)度。

1.2.1 方案一：增加單面加強(qiáng)板

增加單面加強(qiáng)板，與支座左右側(cè)面通過(guò)焊接局部連接，經(jīng)模擬受力分析，對(duì)后橋縱臂支座單個(gè)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為164 MPa；對(duì)整車懸掛系統(tǒng)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為160 MPa。（見(jiàn)圖6）

1.2.2 方案二：增加長(zhǎng)加強(qiáng)板

增加長(zhǎng)加強(qiáng)板，與支座左右側(cè)面通過(guò)焊接整體連接， 經(jīng)模擬受力分析，對(duì)后橋縱臂支座單個(gè)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為147 MPa；對(duì)整車懸掛系統(tǒng)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為161 MPa。（見(jiàn)圖7）

1.2.3 方案三：增加工字型加強(qiáng)板

增加工字型加強(qiáng)板，與支座左右側(cè)面及減震器安裝銷通過(guò)焊接整體連接，經(jīng)模擬受力分析，對(duì)后橋縱臂支座單個(gè)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為143 MPa；對(duì)整車懸掛系統(tǒng)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為158 MPa。

通過(guò)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)方案三中增加了工字型加強(qiáng)板之后，不管是對(duì)后橋縱臂支座單個(gè)零件，還是對(duì)整車懸掛系統(tǒng)零件而言，原裂縫處的應(yīng)力都最小，應(yīng)力集中區(qū)域最小，安全系數(shù)最高。（見(jiàn)圖8）

1.3 方案實(shí)施

以上方案三在后橋縱臂支座中合理增加了工字型加強(qiáng)板，提高了縱臂支座零件強(qiáng)度，經(jīng)生產(chǎn)正式合格零件，并裝車進(jìn)行可靠性道路試驗(yàn)，懸掛系統(tǒng)中的后橋縱臂支座不再出現(xiàn)疲勞性開(kāi)裂現(xiàn)象，有效解決了后橋縱臂支座開(kāi)裂問(wèn)題。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)后橋縱臂支座開(kāi)裂故障件進(jìn)行失效分析，合理制定解決方案，并運(yùn)用分析軟件進(jìn)行受力分析，確定最優(yōu)方案，最終解決了后橋縱臂支座開(kāi)裂問(wèn)題。可見(jiàn)，加強(qiáng)板的合理選擇，對(duì)提高零件整體強(qiáng)度起到重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 戴國(guó)欣.鋼結(jié)構(gòu)[M].武漢理工大學(xué)出版社，2007.

[2] 商曉京，劉宇翔.焊接技術(shù)[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2013.

[3] 任頌贊.鋼鐵金相圖譜[M].上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2003.

[4] 胡世炎.機(jī)械失效分析手冊(cè)[M].四川科學(xué)技術(shù)出版社，1989.

[5] 孟廣哲.焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和斷裂[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1986.

[6] 張彥華.焊接強(qiáng)度分析[M].西北工業(yè)大學(xué)出版社，2011.endprint

摘 要：整車產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)銷售市場(chǎng)有重要影響，零件的可靠性對(duì)整車產(chǎn)品質(zhì)量起關(guān)鍵作用。因此，提高零件的強(qiáng)度成為提高零件的可靠性有效途徑。該文主要探討加強(qiáng)板對(duì)提高零件強(qiáng)度的方法，通過(guò)采用不同結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)板，模擬整車受力分析，尋找提高零件強(qiáng)度的最佳的可行方案。

關(guān)鍵詞：加強(qiáng)板 后橋 縱臂支座 強(qiáng)度

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（b）-0069-02

我司研發(fā)的CN100車輛在海南試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行可靠性道路試驗(yàn)1.8萬(wàn)公里后，懸掛系統(tǒng)中的后橋縱臂支座出現(xiàn)疲勞性開(kāi)裂現(xiàn)象，因后橋縱臂支座起支承后減震器與車身連接的作用，縱臂支座開(kāi)裂使得減震器的減震性能失效，削弱了整車的舒適性能。

1 方案可行性分析

1.1 故障現(xiàn)象分析

我們對(duì)后橋縱臂支座開(kāi)裂問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)性分析，從故障現(xiàn)象看，后橋縱臂支座開(kāi)裂出現(xiàn)在支座與減震器連接的支架上，裂縫疑似鈑金件受力被撕裂現(xiàn)象，裂縫長(zhǎng)達(dá)20 mm。

1.1.1 故障確認(rèn)

后橋縱臂支座開(kāi)裂位置不是在焊縫處，而是在焊瘤的邊緣位置（焊縫與母材的過(guò)渡區(qū)）。

1.1.2 斷口分析

見(jiàn)圖3，⑦區(qū)域是焊接過(guò)渡區(qū)域，產(chǎn)生應(yīng)力集中，有零件開(kāi)裂的“人”字裂紋痕跡，屬于疲勞裂紋源區(qū)；②⑤是主裂紋，①③、④⑥是次裂紋（其他裂紋標(biāo)注省略），裂紋發(fā)展方向與縱臂支座受到汽車重力產(chǎn)生的主應(yīng)力方向一致；⑨區(qū)域是疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)域，⑩區(qū)域是疲勞裂紋終斷區(qū)域。

1.1.3 焊縫分析

見(jiàn)圖4，斷口位置遠(yuǎn)離焊縫位置（約5 cm），金相組織圖片亦顯示焊接過(guò)渡區(qū)域平穩(wěn)，可見(jiàn)焊縫質(zhì)量不是縱臂支座開(kāi)裂的影響因素。

1.1.4 理化分析

零件材料為SAPH400，經(jīng)檢測(cè)，化學(xué)成分、力學(xué)性能均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。（見(jiàn)表1）

1.1.5 零件強(qiáng)度校核

模擬整車工況，沿減震器軸向方向?qū)v臂支座減震器銷施加3KN載荷，對(duì)單獨(dú)的縱臂支座，應(yīng)力集中點(diǎn)的應(yīng)力值為166 MPa、182 MPa；對(duì)整車懸掛系統(tǒng)的縱臂支座，應(yīng)力集中點(diǎn)的應(yīng)力值為156 MPa、209 MPa、178 MPa。應(yīng)力集中位置正好是縱臂支座開(kāi)裂位置，有較大的應(yīng)力集中區(qū)域。（見(jiàn)圖5）

1.2 改進(jìn)方案

針對(duì)以上分析，決定在縱臂支座中增加加強(qiáng)板，以提高縱臂支座零件強(qiáng)度。

1.2.1 方案一：增加單面加強(qiáng)板

增加單面加強(qiáng)板，與支座左右側(cè)面通過(guò)焊接局部連接，經(jīng)模擬受力分析，對(duì)后橋縱臂支座單個(gè)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為164 MPa；對(duì)整車懸掛系統(tǒng)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為160 MPa。（見(jiàn)圖6）

1.2.2 方案二：增加長(zhǎng)加強(qiáng)板

增加長(zhǎng)加強(qiáng)板，與支座左右側(cè)面通過(guò)焊接整體連接， 經(jīng)模擬受力分析，對(duì)后橋縱臂支座單個(gè)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為147 MPa；對(duì)整車懸掛系統(tǒng)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為161 MPa。（見(jiàn)圖7）

1.2.3 方案三：增加工字型加強(qiáng)板

增加工字型加強(qiáng)板，與支座左右側(cè)面及減震器安裝銷通過(guò)焊接整體連接，經(jīng)模擬受力分析，對(duì)后橋縱臂支座單個(gè)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為143 MPa；對(duì)整車懸掛系統(tǒng)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為158 MPa。

通過(guò)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)方案三中增加了工字型加強(qiáng)板之后，不管是對(duì)后橋縱臂支座單個(gè)零件，還是對(duì)整車懸掛系統(tǒng)零件而言，原裂縫處的應(yīng)力都最小，應(yīng)力集中區(qū)域最小，安全系數(shù)最高。（見(jiàn)圖8）

1.3 方案實(shí)施

以上方案三在后橋縱臂支座中合理增加了工字型加強(qiáng)板，提高了縱臂支座零件強(qiáng)度，經(jīng)生產(chǎn)正式合格零件，并裝車進(jìn)行可靠性道路試驗(yàn)，懸掛系統(tǒng)中的后橋縱臂支座不再出現(xiàn)疲勞性開(kāi)裂現(xiàn)象，有效解決了后橋縱臂支座開(kāi)裂問(wèn)題。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)后橋縱臂支座開(kāi)裂故障件進(jìn)行失效分析，合理制定解決方案，并運(yùn)用分析軟件進(jìn)行受力分析，確定最優(yōu)方案，最終解決了后橋縱臂支座開(kāi)裂問(wèn)題?？梢?jiàn)，加強(qiáng)板的合理選擇，對(duì)提高零件整體強(qiáng)度起到重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 戴國(guó)欣.鋼結(jié)構(gòu)[M].武漢理工大學(xué)出版社，2007.

[2] 商曉京，劉宇翔.焊接技術(shù)[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2013.

[3] 任頌贊.鋼鐵金相圖譜[M].上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2003.

[4] 胡世炎.機(jī)械失效分析手冊(cè)[M].四川科學(xué)技術(shù)出版社，1989.

[5] 孟廣哲.焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和斷裂[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1986.

[6] 張彥華.焊接強(qiáng)度分析[M].西北工業(yè)大學(xué)出版社，2011.endprint

摘 要：整車產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)銷售市場(chǎng)有重要影響，零件的可靠性對(duì)整車產(chǎn)品質(zhì)量起關(guān)鍵作用。因此，提高零件的強(qiáng)度成為提高零件的可靠性有效途徑。該文主要探討加強(qiáng)板對(duì)提高零件強(qiáng)度的方法，通過(guò)采用不同結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)板，模擬整車受力分析，尋找提高零件強(qiáng)度的最佳的可行方案。

關(guān)鍵詞：加強(qiáng)板 后橋 縱臂支座 強(qiáng)度

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（b）-0069-02

我司研發(fā)的CN100車輛在海南試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行可靠性道路試驗(yàn)1.8萬(wàn)公里后，懸掛系統(tǒng)中的后橋縱臂支座出現(xiàn)疲勞性開(kāi)裂現(xiàn)象，因后橋縱臂支座起支承后減震器與車身連接的作用，縱臂支座開(kāi)裂使得減震器的減震性能失效，削弱了整車的舒適性能。

1 方案可行性分析

1.1 故障現(xiàn)象分析

我們對(duì)后橋縱臂支座開(kāi)裂問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)性分析，從故障現(xiàn)象看，后橋縱臂支座開(kāi)裂出現(xiàn)在支座與減震器連接的支架上，裂縫疑似鈑金件受力被撕裂現(xiàn)象，裂縫長(zhǎng)達(dá)20 mm。

1.1.1 故障確認(rèn)

后橋縱臂支座開(kāi)裂位置不是在焊縫處，而是在焊瘤的邊緣位置（焊縫與母材的過(guò)渡區(qū)）。

1.1.2 斷口分析

見(jiàn)圖3，⑦區(qū)域是焊接過(guò)渡區(qū)域，產(chǎn)生應(yīng)力集中，有零件開(kāi)裂的“人”字裂紋痕跡，屬于疲勞裂紋源區(qū)；②⑤是主裂紋，①③、④⑥是次裂紋（其他裂紋標(biāo)注省略），裂紋發(fā)展方向與縱臂支座受到汽車重力產(chǎn)生的主應(yīng)力方向一致；⑨區(qū)域是疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)域，⑩區(qū)域是疲勞裂紋終斷區(qū)域。

1.1.3 焊縫分析

見(jiàn)圖4，斷口位置遠(yuǎn)離焊縫位置（約5 cm），金相組織圖片亦顯示焊接過(guò)渡區(qū)域平穩(wěn)，可見(jiàn)焊縫質(zhì)量不是縱臂支座開(kāi)裂的影響因素。

1.1.4 理化分析

零件材料為SAPH400，經(jīng)檢測(cè)，化學(xué)成分、力學(xué)性能均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。（見(jiàn)表1）

1.1.5 零件強(qiáng)度校核

模擬整車工況，沿減震器軸向方向?qū)v臂支座減震器銷施加3KN載荷，對(duì)單獨(dú)的縱臂支座，應(yīng)力集中點(diǎn)的應(yīng)力值為166 MPa、182 MPa；對(duì)整車懸掛系統(tǒng)的縱臂支座，應(yīng)力集中點(diǎn)的應(yīng)力值為156 MPa、209 MPa、178 MPa。應(yīng)力集中位置正好是縱臂支座開(kāi)裂位置，有較大的應(yīng)力集中區(qū)域。（見(jiàn)圖5）

1.2 改進(jìn)方案

針對(duì)以上分析，決定在縱臂支座中增加加強(qiáng)板，以提高縱臂支座零件強(qiáng)度。

1.2.1 方案一：增加單面加強(qiáng)板

增加單面加強(qiáng)板，與支座左右側(cè)面通過(guò)焊接局部連接，經(jīng)模擬受力分析，對(duì)后橋縱臂支座單個(gè)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為164 MPa；對(duì)整車懸掛系統(tǒng)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為160 MPa。（見(jiàn)圖6）

1.2.2 方案二：增加長(zhǎng)加強(qiáng)板

增加長(zhǎng)加強(qiáng)板，與支座左右側(cè)面通過(guò)焊接整體連接， 經(jīng)模擬受力分析，對(duì)后橋縱臂支座單個(gè)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為147 MPa；對(duì)整車懸掛系統(tǒng)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為161 MPa。（見(jiàn)圖7）

1.2.3 方案三：增加工字型加強(qiáng)板

增加工字型加強(qiáng)板，與支座左右側(cè)面及減震器安裝銷通過(guò)焊接整體連接，經(jīng)模擬受力分析，對(duì)后橋縱臂支座單個(gè)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為143 MPa；對(duì)整車懸掛系統(tǒng)零件分析時(shí)，原裂縫處的應(yīng)力為158 MPa。

通過(guò)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)方案三中增加了工字型加強(qiáng)板之后，不管是對(duì)后橋縱臂支座單個(gè)零件，還是對(duì)整車懸掛系統(tǒng)零件而言，原裂縫處的應(yīng)力都最小，應(yīng)力集中區(qū)域最小，安全系數(shù)最高。（見(jiàn)圖8）

1.3 方案實(shí)施

以上方案三在后橋縱臂支座中合理增加了工字型加強(qiáng)板，提高了縱臂支座零件強(qiáng)度，經(jīng)生產(chǎn)正式合格零件，并裝車進(jìn)行可靠性道路試驗(yàn)，懸掛系統(tǒng)中的后橋縱臂支座不再出現(xiàn)疲勞性開(kāi)裂現(xiàn)象，有效解決了后橋縱臂支座開(kāi)裂問(wèn)題。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)后橋縱臂支座開(kāi)裂故障件進(jìn)行失效分析，合理制定解決方案，并運(yùn)用分析軟件進(jìn)行受力分析，確定最優(yōu)方案，最終解決了后橋縱臂支座開(kāi)裂問(wèn)題?？梢?jiàn)，加強(qiáng)板的合理選擇，對(duì)提高零件整體強(qiáng)度起到重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 戴國(guó)欣.鋼結(jié)構(gòu)[M].武漢理工大學(xué)出版社，2007.

[2] 商曉京，劉宇翔.焊接技術(shù)[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2013.

[3] 任頌贊.鋼鐵金相圖譜[M].上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2003.

[4] 胡世炎.機(jī)械失效分析手冊(cè)[M].四川科學(xué)技術(shù)出版社，1989.

[5] 孟廣哲.焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和斷裂[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1986.

[6] 張彥華.焊接強(qiáng)度分析[M].西北工業(yè)大學(xué)出版社，2011.endprint