代晨光　高麗強(qiáng)

[摘 要]某乘用車(chē)在整車(chē)耐久試驗(yàn)過(guò)程中，后橋主減速器殼體上端焊縫處出現(xiàn)開(kāi)裂，導(dǎo)致齒輪油漏出。針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合CAE分析，找到其中的應(yīng)力集中區(qū)域及相應(yīng)的試驗(yàn)工況，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，從而達(dá)到對(duì)整改產(chǎn)品的快速驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)CAE分析和臺(tái)架試驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合。

[關(guān)鍵詞]后橋；開(kāi)裂； CAE分析； 臺(tái)架試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）12-0067-01

[Abstract]During the durability test of a passenger car， a crack occurs in the weld bead on the upper end of the main reducer shell of the rear axle， causing gear oil to leak out. In view of the problems that occurred， combined with CAE analysis， find the stress concentration area and the corresponding test conditions， and design the corresponding test bench for test verification， so as to achieve the rapid verification of the rectification products， to achieve combination between the CAE analysis and the bench test.

[Key words]rear axle；crack；CAE analysis；test

1. 引言

隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，零部件及整車(chē)可靠性耐久試驗(yàn)在整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中占據(jù)著越來(lái)越重要的作用，如何實(shí)現(xiàn)CAE分析、臺(tái)架試驗(yàn)與整車(chē)路試的有機(jī)結(jié)合顯的尤為重要。

2. 問(wèn)題背景

某乘用車(chē)在整車(chē)路試耐久試驗(yàn)過(guò)程中，后橋主減速器殼體上端焊縫處出現(xiàn)開(kāi)裂，有齒輪油漏出現(xiàn)象，對(duì)樣件拆解后發(fā)現(xiàn)上半橋殼最高弧度部位的環(huán)縫處出現(xiàn)微裂紋和漏油。

3.問(wèn)題排查

針對(duì)此問(wèn)題，我們從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、CAE分析及臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證三方面入手，找出開(kāi)裂問(wèn)題原因及開(kāi)裂的快速整改驗(yàn)證方法。

首先，焊絲材料及焊接工藝分析：經(jīng)排查得知焊絲抗拉強(qiáng)度與橋殼材料抗拉強(qiáng)度相匹配，焊接工藝也滿足相關(guān)要求，

其次，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析：后橋殼蓋邊緣與半殼搭接在R弧部位，處于上下半殼截面突變處，且與半殼之間理論上存在約0.8毫米縫隙，此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式產(chǎn)生內(nèi)凹間隙，焊接后造成較高的應(yīng)力集中，當(dāng)承受載荷時(shí)，焊接接頭中的工作應(yīng)力分布不均勻，使局部區(qū)域的最大應(yīng)力值比平均應(yīng)力值高，致使焊縫開(kāi)裂失效

最后，橋殼應(yīng)力分析，從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)角度初步得出后橋殼蓋R弧部位存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)用CAE分析軟件進(jìn)行不同工況下橋殼的應(yīng)力分析，得出橋殼的應(yīng)力分布圖（圖1所示），找出其準(zhǔn)確的應(yīng)力集中區(qū)域。

經(jīng)過(guò)分析得出：最大應(yīng)力值出現(xiàn)的工況為縱向工況（在兩個(gè)車(chē)輪中心點(diǎn)前后同時(shí)加載載荷，實(shí)現(xiàn)該工況臺(tái)架疲勞試驗(yàn)）；最大應(yīng)力位置出現(xiàn)在橋殼讓位豁口周邊區(qū)域，最大應(yīng)力值達(dá)268MPa（如圖2所示）。

4.問(wèn)題真因：

經(jīng)過(guò)上述排查，初步得出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)導(dǎo)致橋殼受力時(shí)存在應(yīng)力集中區(qū)域，針對(duì)產(chǎn)品上述存在的問(wèn)題，進(jìn)行了相關(guān)整改。

5.整改措施：

調(diào)整后橋殼蓋產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：

第一，板材變更，變更后后橋板厚增加30%；抗拉強(qiáng)度增加35%；

第二，調(diào)整后橋殼蓋R弧結(jié)構(gòu)，盡量使焊縫布置在遠(yuǎn)離截面突變處，以降低應(yīng)力值；

第三，調(diào)整后橋殼蓋翻邊尺寸，縮小后橋殼蓋與半殼的間隙。

6.試驗(yàn)驗(yàn)證

分析驗(yàn)證：對(duì)整改后的樣品進(jìn)行CAE分析，基本消除了原有結(jié)構(gòu)形式存在的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

臺(tái)架驗(yàn)證：結(jié)合分析工況，得出應(yīng)力集中工況出現(xiàn)在縱向工況（在兩個(gè)車(chē)輪中心點(diǎn)前后同時(shí)加載力，進(jìn)行臺(tái)架疲勞試驗(yàn)），其他工況對(duì)漏油位置的影響相對(duì)較小，損傷相比縱向工況損傷小很多，暫不考慮。

7.驗(yàn)證結(jié)果

將整改前后的試驗(yàn)樣件分別按上述方式搭建于試驗(yàn)臺(tái)架上，試驗(yàn)結(jié)果是：整改前樣件在未達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)次數(shù)前出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，整改后的試驗(yàn)樣件滿足規(guī)定試驗(yàn)要求；同時(shí)，整改后試驗(yàn)樣品進(jìn)行了整車(chē)路試試驗(yàn)，樣件滿足要求；由此判定樣品滿足疲勞耐久試驗(yàn)要求。

8.總結(jié)

從過(guò)此問(wèn)題的解決思路與方法，基本實(shí)現(xiàn)了分析與臺(tái)架試驗(yàn)，臺(tái)架試驗(yàn)與路試結(jié)果的統(tǒng)一；進(jìn)一步明確了CAE分析、臺(tái)架試驗(yàn)、路試試驗(yàn)三者之間的相互關(guān)系，找出試驗(yàn)問(wèn)題快速解決的基本途徑，即：路試問(wèn)題—CAE分析論證—設(shè)計(jì)整改+臺(tái)架問(wèn)題復(fù)現(xiàn)—產(chǎn)品整改后再分析論證—臺(tái)架試驗(yàn)；通過(guò)上述途徑，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品問(wèn)題的快速整改和驗(yàn)證。

9致謝

感謝部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我工作的支持和認(rèn)可，感謝同事們?cè)谡麄€(gè)測(cè)試過(guò)程中給予的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 于宏濱.汽車(chē)底盤(pán)故障件疲勞臺(tái)架試驗(yàn)探討.第十二屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集。