蔡禮剛 孔林

（漢騰汽車(chē)有限公司）

在車(chē)輛開(kāi)發(fā)過(guò)程中，為保證設(shè)計(jì)車(chē)型的可靠性和耐久性能，車(chē)輛正式上市銷(xiāo)售之前都需進(jìn)行3萬(wàn)km綜合耐久路試。減振器異響、漏油、開(kāi)裂等問(wèn)題是路試過(guò)程中比較常見(jiàn)的重要問(wèn)題，文章針對(duì)減振器儲(chǔ)油桶開(kāi)裂問(wèn)題，從受力分析、CAE仿真模擬等手段找出發(fā)生問(wèn)題的初步原因，并制定有效對(duì)策。

1 問(wèn)題及原因分析

某車(chē)型在3萬(wàn)km綜合耐久路試中，行駛至29 468 km，前減振器下端焊接支架處出現(xiàn)開(kāi)裂漏油。

減振器下端通過(guò)支架與轉(zhuǎn)向節(jié)固定連接，上端與車(chē)身輪罩連接，受力源主要來(lái)自于車(chē)身。車(chē)身傳遞給活塞桿的力通過(guò)減振器儲(chǔ)油桶傳遞至下端支架，下端支架與儲(chǔ)油桶焊接處成為應(yīng)力集中點(diǎn)。為驗(yàn)證理論分析的正確性，制定3個(gè)對(duì)比方案，并對(duì)焊縫處應(yīng)力進(jìn)行CAE仿真模擬分析，如圖1所示：1）下端支架與儲(chǔ)油桶連接處接觸部位全部焊接；2）下端支架與儲(chǔ)油桶連接處滿焊（含非接觸區(qū)缺口）；3）下端支架與儲(chǔ)油桶連接處，支架翻邊區(qū)域不焊接。

圖1 減振器下端支架焊縫處應(yīng)力仿真

為進(jìn)一步考察3種方案的差異性，找出最優(yōu)方案，利用CAE仿真分析軟件搭建模型，對(duì)3種方案焊縫處的應(yīng)力進(jìn)行比較分析后得出：1）3種方案減振器儲(chǔ)油桶受到的最大應(yīng)力均在下端支架與儲(chǔ)油桶連接區(qū)域，與理論分析一致；2）方案1和方案2最大應(yīng)力相同，均為98 MPa，方案3最大應(yīng)力最小，為87 MPa。根據(jù)以上分析，初步判定減振器儲(chǔ)油桶開(kāi)裂漏油是由于下端支架與儲(chǔ)油桶連接處焊接過(guò)多，產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致的疲勞開(kāi)裂。

2 臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證

為進(jìn)一步驗(yàn)證理論分析的正確性，選定最優(yōu)方案，對(duì)3種方案的樣件分別進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證，如圖2所示。將轉(zhuǎn)向節(jié)支架固定，按圖2中F方向，在滿載狀態(tài)活塞桿位置加載-2 500 N，+1 000 N的力（“+”表示與箭頭指示方向相同，“-”表示方向相反），頻率為5 Hz。運(yùn)行50萬(wàn)次結(jié)束或減振器發(fā)生開(kāi)裂、漏油即結(jié)束。根據(jù)臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果，3種方案減振器儲(chǔ)油桶發(fā)生開(kāi)裂或漏油時(shí)的耐久次數(shù)依次為104 302，31 142，333 218次。由于方案3耐久試驗(yàn)次數(shù)最多，可暫定為最優(yōu)方案。

圖2 減振器儲(chǔ)油桶臺(tái)架試驗(yàn)受力圖

3 路試驗(yàn)證

按暫定的最優(yōu)方案制作樣件裝車(chē)，進(jìn)行底盤(pán)強(qiáng)化路試，強(qiáng)化里程7 180 km后無(wú)開(kāi)裂和漏油現(xiàn)象，滿足強(qiáng)化里程6 000 km的目標(biāo)要求。

4 結(jié)論

零部件設(shè)計(jì)初期，可以通過(guò)仿真模擬分析找出應(yīng)力集中區(qū)域，使焊縫設(shè)計(jì)合理，避免由于焊接過(guò)多、焊接后形成焊接硬化或其他缺陷，產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致疲勞撕裂。麥弗遜懸架前減振器應(yīng)通過(guò)側(cè)向耐久試驗(yàn)、縱向耐久試驗(yàn)驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)的可靠性。