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基于試驗(yàn)設(shè)計(jì)的汽車懸架輕量化設(shè)計(jì)

目前，減輕車重的方法主要是改進(jìn)設(shè)計(jì)和使用輕質(zhì)材料。工字型的連接組件一般都是由鋼材料制成的，現(xiàn)有懸架連接件模型的材料是STKM11A鋼。采用鋁合金材料制作SUV后部底盤組件的懸架連接件，減輕其質(zhì)量，并將制成的組件用于新的SUV模型中。新設(shè)計(jì)的懸架連接件在結(jié)構(gòu)中增加了加強(qiáng)筋，可靠性更高。

在懸架安全性一定的條件下，研究具有更輕質(zhì)量和更高強(qiáng)度的懸架連接件。研究用鋁合金（A356，抗拉強(qiáng)度310MPa）代替原來的STKM11A鋼，基于馮·米塞斯應(yīng)力輪廓的變化提出懸架連接件的減重設(shè)計(jì)過程。此外，研究壓力和剛度對(duì)懸架連接件形狀變化的影響，并比較分析。鋁合金懸架連接件在確保懸架魯棒性的條件下減輕其質(zhì)量。材料的替換對(duì)部件的剛度和質(zhì)量影響最大，因此對(duì)鋁合金懸架連接件研究是通過使用7個(gè)參數(shù)、2個(gè)水平的全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行分析。鋁合金連接件的最大應(yīng)力不應(yīng)超過鋼連接件，且其剛度也不應(yīng)超過鋼連接件。

試驗(yàn)結(jié)果表明，在懸架安全性不變的情況下，鋁合金連接件的質(zhì)量是初始鋼連接件質(zhì)量的58%。在壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷作用下，鋁連接件的壓力分別是鋼連接件的37%、33%和85%。鋁合金連接件的剛度分別是鋼連接件的174%、182%和100%。因此，除了扭轉(zhuǎn)載荷，壓縮、彎曲載荷作用下鋁合金連接件的剛度高出鋼連接件的50%。

刊名：International Journal of Automotive Technology（英）

刊期：2015年第1期

作者：J. H. PARK et al

編譯：朱會(huì)