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        探討加強板對提高后橋縱臂支座強度的可行性方案

        2014-11-10 05:23:56王因杰
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2014年20期
        關(guān)鍵詞:后橋強度

        王因杰

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

        關(guān)鍵詞:加強板 后橋 縱臂支座 強度

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

        我司研發(fā)的CN100車輛在海南試驗場進(jìn)行可靠性道路試驗1.8萬公里后,懸掛系統(tǒng)中的后橋縱臂支座出現(xiàn)疲勞性開裂現(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

        我們對后橋縱臂支座開裂問題進(jìn)行系統(tǒng)性分析,從故障現(xiàn)象看,后橋縱臂支座開裂出現(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,裂縫長達(dá)20 mm。

        1.1.1 故障確認(rèn)

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

        1.1.2 斷口分析

        見圖3,⑦區(qū)域是焊接過渡區(qū)域,產(chǎn)生應(yīng)力集中,有零件開裂的“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渡區(qū)域平穩(wěn),可見焊縫質(zhì)量不是縱臂支座開裂的影響因素。

        1.1.4 理化分析

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

        1.1.5 零件強度校核

        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,對單獨的縱臂支座,應(yīng)力集中點的應(yīng)力值為166 MPa、182 MPa;對整車懸掛系統(tǒng)的縱臂支座,應(yīng)力集中點的應(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裂位置,有較大的應(yīng)力集中區(qū)域。(見圖5)

        1.2 改進(jìn)方案

        針對以上分析,決定在縱臂支座中增加加強板,以提高縱臂支座零件強度。

        1.2.1 方案一:增加單面加強板

        增加單面加強板,與支座左右側(cè)面通過焊接局部連接,經(jīng)模擬受力分析,對后橋縱臂支座單個零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為164 MPa;對整車懸掛系統(tǒng)零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為160 MPa。(見圖6)

        1.2.2 方案二:增加長加強板

        增加長加強板,與支座左右側(cè)面通過焊接整體連接, 經(jīng)模擬受力分析,對后橋縱臂支座單個零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為147 MPa;對整車懸掛系統(tǒng)零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為161 MPa。(見圖7)

        1.2.3 方案三:增加工字型加強板

        增加工字型加強板,與支座左右側(cè)面及減震器安裝銷通過焊接整體連接,經(jīng)模擬受力分析,對后橋縱臂支座單個零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為143 MPa;對整車懸掛系統(tǒng)零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為158 MPa。

        通過對比,發(fā)現(xiàn)方案三中增加了工字型加強板之后,不管是對后橋縱臂支座單個零件,還是對整車懸掛系統(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。(見圖8)

        1.3 方案實施

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

        2 結(jié)語

        通過對后橋縱臂支座開裂故障件進(jìn)行失效分析,合理制定解決方案,并運用分析軟件進(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裂問題??梢?,加強板的合理選擇,對提高零件整體強度起到重要作用。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 戴國欣.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].中國勞動社會保障出版社,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[M].四川科學(xué)技術(shù)出版社,1989.

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

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

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

        關(guān)鍵詞:加強板 后橋 縱臂支座 強度

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

        我司研發(fā)的CN100車輛在海南試驗場進(jìn)行可靠性道路試驗1.8萬公里后,懸掛系統(tǒng)中的后橋縱臂支座出現(xiàn)疲勞性開裂現(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

        我們對后橋縱臂支座開裂問題進(jìn)行系統(tǒng)性分析,從故障現(xiàn)象看,后橋縱臂支座開裂出現(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,裂縫長達(dá)20 mm。

        1.1.1 故障確認(rèn)

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

        1.1.2 斷口分析

        見圖3,⑦區(qū)域是焊接過渡區(qū)域,產(chǎn)生應(yīng)力集中,有零件開裂的“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渡區(qū)域平穩(wěn),可見焊縫質(zhì)量不是縱臂支座開裂的影響因素。

        1.1.4 理化分析

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

        1.1.5 零件強度校核

        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,對單獨的縱臂支座,應(yīng)力集中點的應(yīng)力值為166 MPa、182 MPa;對整車懸掛系統(tǒng)的縱臂支座,應(yīng)力集中點的應(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裂位置,有較大的應(yīng)力集中區(qū)域。(見圖5)

        1.2 改進(jìn)方案

        針對以上分析,決定在縱臂支座中增加加強板,以提高縱臂支座零件強度。

        1.2.1 方案一:增加單面加強板

        增加單面加強板,與支座左右側(cè)面通過焊接局部連接,經(jīng)模擬受力分析,對后橋縱臂支座單個零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為164 MPa;對整車懸掛系統(tǒng)零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為160 MPa。(見圖6)

        1.2.2 方案二:增加長加強板

        增加長加強板,與支座左右側(cè)面通過焊接整體連接, 經(jīng)模擬受力分析,對后橋縱臂支座單個零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為147 MPa;對整車懸掛系統(tǒng)零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為161 MPa。(見圖7)

        1.2.3 方案三:增加工字型加強板

        增加工字型加強板,與支座左右側(cè)面及減震器安裝銷通過焊接整體連接,經(jīng)模擬受力分析,對后橋縱臂支座單個零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為143 MPa;對整車懸掛系統(tǒng)零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為158 MPa。

        通過對比,發(fā)現(xiàn)方案三中增加了工字型加強板之后,不管是對后橋縱臂支座單個零件,還是對整車懸掛系統(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。(見圖8)

        1.3 方案實施

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

        2 結(jié)語

        通過對后橋縱臂支座開裂故障件進(jìn)行失效分析,合理制定解決方案,并運用分析軟件進(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裂問題??梢?,加強板的合理選擇,對提高零件整體強度起到重要作用。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 戴國欣.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].中國勞動社會保障出版社,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[M].四川科學(xué)技術(shù)出版社,1989.

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

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

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

        關(guān)鍵詞:加強板 后橋 縱臂支座 強度

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

        我司研發(fā)的CN100車輛在海南試驗場進(jìn)行可靠性道路試驗1.8萬公里后,懸掛系統(tǒng)中的后橋縱臂支座出現(xiàn)疲勞性開裂現(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

        我們對后橋縱臂支座開裂問題進(jìn)行系統(tǒng)性分析,從故障現(xiàn)象看,后橋縱臂支座開裂出現(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,裂縫長達(dá)20 mm。

        1.1.1 故障確認(rèn)

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

        1.1.2 斷口分析

        見圖3,⑦區(qū)域是焊接過渡區(qū)域,產(chǎn)生應(yīng)力集中,有零件開裂的“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渡區(qū)域平穩(wěn),可見焊縫質(zhì)量不是縱臂支座開裂的影響因素。

        1.1.4 理化分析

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

        1.1.5 零件強度校核

        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,對單獨的縱臂支座,應(yīng)力集中點的應(yīng)力值為166 MPa、182 MPa;對整車懸掛系統(tǒng)的縱臂支座,應(yīng)力集中點的應(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裂位置,有較大的應(yīng)力集中區(qū)域。(見圖5)

        1.2 改進(jìn)方案

        針對以上分析,決定在縱臂支座中增加加強板,以提高縱臂支座零件強度。

        1.2.1 方案一:增加單面加強板

        增加單面加強板,與支座左右側(cè)面通過焊接局部連接,經(jīng)模擬受力分析,對后橋縱臂支座單個零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為164 MPa;對整車懸掛系統(tǒng)零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為160 MPa。(見圖6)

        1.2.2 方案二:增加長加強板

        增加長加強板,與支座左右側(cè)面通過焊接整體連接, 經(jīng)模擬受力分析,對后橋縱臂支座單個零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為147 MPa;對整車懸掛系統(tǒng)零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為161 MPa。(見圖7)

        1.2.3 方案三:增加工字型加強板

        增加工字型加強板,與支座左右側(cè)面及減震器安裝銷通過焊接整體連接,經(jīng)模擬受力分析,對后橋縱臂支座單個零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為143 MPa;對整車懸掛系統(tǒng)零件分析時,原裂縫處的應(yīng)力為158 MPa。

        通過對比,發(fā)現(xiàn)方案三中增加了工字型加強板之后,不管是對后橋縱臂支座單個零件,還是對整車懸掛系統(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。(見圖8)

        1.3 方案實施

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

        2 結(jié)語

        通過對后橋縱臂支座開裂故障件進(jìn)行失效分析,合理制定解決方案,并運用分析軟件進(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裂問題??梢姡訌姲宓暮侠磉x擇,對提高零件整體強度起到重要作用。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 戴國欣.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].中國勞動社會保障出版社,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[M].四川科學(xué)技術(shù)出版社,1989.

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

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

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