基于先進高強度鋼的商用車橫向穩(wěn)定桿設計

為改善汽車行駛平順性，在商用車懸架系統(tǒng)中采用了橫向穩(wěn)定桿來提高懸架側(cè)傾角剛度和減小車身傾角，以防止車身在轉(zhuǎn)彎時發(fā)生過大的橫向側(cè)傾。在保持橫向穩(wěn)定桿功能特性的前提下，對橫向穩(wěn)定桿進行優(yōu)化，使用先進高強度鋼減輕其質(zhì)量，實現(xiàn)輕量化。

常用的橫向穩(wěn)定桿截面有3種形式：實心截面、空心截面和實心錐截面。其中，實心截面是應用最早也是最廣泛的類型。但由于空心管件具有較高的剛度、強度，以及較輕的質(zhì)量和簡單的制造工藝，因此近些年對橫向穩(wěn)定桿的設計開始采用空心截面形式。制造時，首先對先進高強度鋼管進行拉伸試驗，以確定鋼管的靜態(tài)拉伸特性；然后利用彎曲機將先進高強度鋼管彎曲成所需的形狀；最后使用機器人控制感應淬火系統(tǒng)對其進行淬火和回火，以提高其強度。其中，拉伸試驗使用島津萬能材料試驗機，試驗所用管狀橫向穩(wěn)定桿為5個截面尺寸為41mm×6mm的樣件。室溫下，拉伸速度設定為5mm/min，利用引伸計以5Hz的頻率記錄數(shù)據(jù)。將測得的彈性模量、泊松比等數(shù)據(jù)植入有限元軟件中，使用Hypermesh軟件對管狀橫向穩(wěn)定桿進行網(wǎng)格劃分，使用Ansys軟件進行求解。

仿真分析結(jié)果顯示，與常用的直徑38mm的實心橫向穩(wěn)定桿相比，管狀橫向穩(wěn)定桿的強度較高（為1139MPa），大于實心橫向穩(wěn)定桿的強度（為1120MPa），而質(zhì)量由原來的14kg減輕至8kg，實現(xiàn)了橫向穩(wěn)定桿質(zhì)量45%的減輕。

Rohitt Ravi et al.SAE

2014-28-0006.

編譯：王祥