邸云龍　周占全　韓建芳　武瑞華　羅文靜　孫永飛

摘要：為汽車設(shè)計生產(chǎn)過程當(dāng)中不可或缺的構(gòu)成部分，針對汽車底盤焊縫設(shè)計技術(shù)的合理運用十分關(guān)鍵。從當(dāng)前的發(fā)展情況來看，更多新興的技術(shù)、材料得以涌現(xiàn)，并被應(yīng)用到汽車的生產(chǎn)工作當(dāng)中。所以，應(yīng)該科學(xué)做好汽車底盤結(jié)構(gòu)焊縫設(shè)計的工作，借助不斷改進(jìn)焊縫技術(shù)的方式，可以保證汽車底盤結(jié)構(gòu)焊縫設(shè)計的科學(xué)性與合理性。本文通過闡述汽車底盤結(jié)構(gòu)焊縫設(shè)計的總體流程，說明了針對汽車底盤結(jié)構(gòu)有限元模型，分析了汽車底盤結(jié)構(gòu)相應(yīng)溫度場應(yīng)力場的計算情況，同時科學(xué)制定出有關(guān)汽車底盤焊縫的計算方案，從而有效提升汽車底盤結(jié)構(gòu)焊縫設(shè)計技術(shù)應(yīng)用的總體水平。

關(guān)鍵詞：汽車底盤;焊縫設(shè)計;技術(shù)方案;焊接處理

0? 引言

眾所周知，在汽車的零件當(dāng)中，底盤結(jié)構(gòu)可謂非常關(guān)鍵的構(gòu)成部分，屬于一種焊接零件。一般而言，通過運用機(jī)器人MAG焊、電阻點焊等方式完成焊縫處理任務(wù)。其中后橋為汽車車輪的主要連接、支撐構(gòu)件，假如屬于前橋驅(qū)動的汽車，此時后橋可以發(fā)揮出承載的功效;假如為后橋驅(qū)動的汽車，則涵蓋了承載和驅(qū)動、減震與減速等諸多方面的功效;而副車架的完整性不足，僅能夠?qū)η昂蟮能嚇蜻M(jìn)行支撐。所以，科學(xué)實施汽車底盤結(jié)構(gòu)焊縫的設(shè)計非常重要。為此，系統(tǒng)思考與分析汽車底盤焊縫設(shè)計技術(shù)的有效應(yīng)用策略顯得尤為必要，擁有一定的研究意義和實踐價值。

1? 汽車底盤結(jié)構(gòu)焊縫設(shè)計的總體流程

對于汽車的底盤構(gòu)造而言，其處于具體運作的過程當(dāng)中既可以承受一定的荷載作用，又凸顯出對焊接處理之后殘留應(yīng)力作用影響的承受功效，所以，關(guān)于汽車底盤結(jié)構(gòu)運行過程當(dāng)中承受的力為殘余的應(yīng)力與運作載荷相應(yīng)的合成應(yīng)力[1]。汽車底盤結(jié)構(gòu)安全與焊縫設(shè)計技術(shù)應(yīng)用的總體流程見圖1。

針對汽車的底盤焊縫設(shè)計來說，第一，應(yīng)該構(gòu)建汽車底盤焊縫的承載評定方案;第二，以評定方案作為參考和依據(jù)，完成焊縫的安全校核任務(wù);第三，對焊縫的長度、數(shù)量以及布道設(shè)計方法加以改進(jìn)和完善。作為汽車底盤焊縫設(shè)計工作當(dāng)中主要的構(gòu)成內(nèi)容之一，焊縫承載評價工作的開展十分必要[2]。通過將橋的懸架臂和袖套管當(dāng)作分析案例，積極開展工藝試驗工作，借助無紙記錄儀設(shè)備，對焊縫的方向加以測定，并且應(yīng)用小孔方式得到相應(yīng)數(shù)據(jù)信息，接著依靠有限元軟件實施焊接溫度場和殘余應(yīng)力場的計算分析，最終獲取和實驗相應(yīng)點的熱過程曲線、殘余應(yīng)力。開展拉伸破壞試驗的過程當(dāng)中，能夠獲取有關(guān)平均拉伸載荷數(shù)值，明確焊縫失效的具體地方，然后科學(xué)計算拉伸載荷和殘余應(yīng)力數(shù)值，在導(dǎo)入相關(guān)模型以后，能夠獲取合成力場的分布情況。

根據(jù)相關(guān)情況能夠明確具體的破壞程度，構(gòu)建相應(yīng)的承載性能評價制度，參考安全系數(shù)完成對焊縫承載性能情況的有效評定。進(jìn)行汽車底盤焊縫安全校核的過程當(dāng)中，將后橋和副車架當(dāng)成案例，首先，進(jìn)行焊接溫度場，然后計算殘余應(yīng)力場;其次，對殘余應(yīng)力場進(jìn)行焊接，完成載荷核磁情況的計算任務(wù);再次，利用焊接承載評定方式實施安全校核，獲取焊縫失效的具體地方，然后科學(xué)計算不同工位焊接零件的相應(yīng)焊接應(yīng)力、相應(yīng)荷載情況，以便得到焊縫的最大合成應(yīng)力數(shù)值，將其代進(jìn)安全系數(shù)N的計算公式當(dāng)中，最后可以獲取焊縫最小的安全系數(shù)，以此判定焊縫失效與否[3]。

實際上，所謂汽車底盤焊縫的安全設(shè)計，主要針對的為排除對改變結(jié)構(gòu)外形因素的前提下，通過運用對焊縫長度、數(shù)量以及布道方位調(diào)整的方式實施設(shè)計的一種方法。具體來說，包含了下述幾個方面的環(huán)節(jié)：①對相關(guān)模型的改進(jìn);②針對焊接溫度場和殘余應(yīng)力的科學(xué)計算;③進(jìn)行焊縫失效與工作載荷、焊接殘余應(yīng)力場之間的合成準(zhǔn)確計算;④做好焊縫的安全校核工作，確保焊縫的安全性。

2? 針對汽車底盤結(jié)構(gòu)有限元模型的說明

對比汽車其他位置構(gòu)造，底盤結(jié)構(gòu)與其存在著很大的差別，進(jìn)行實際的操控過程當(dāng)中應(yīng)該對眾多存在的缺陷和不足加以重視與處理。操控有關(guān)零部件的時候，應(yīng)該系統(tǒng)了解該構(gòu)件自身的結(jié)構(gòu)情況，如此，可以對汽車底盤結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程當(dāng)中凸顯出良好的支撐功效。開展汽車模型底盤設(shè)計的過程當(dāng)中，需要不斷優(yōu)化相關(guān)的細(xì)節(jié)部分，運用先進(jìn)的技術(shù)予以合理設(shè)計，以便借助圖型模型帶給技術(shù)改革有效的啟發(fā)和幫助[4]。

3? 汽車底盤結(jié)構(gòu)相應(yīng)溫度場應(yīng)力場的計算分析

計算汽車底盤結(jié)構(gòu)的過程當(dāng)中，通常應(yīng)該對有關(guān)檢測裝置構(gòu)件溫度情況進(jìn)行科學(xué)檢測，所以，應(yīng)該事先構(gòu)建相關(guān)的試驗場地，當(dāng)完成此項建設(shè)任務(wù)以后，需要進(jìn)行汽車相關(guān)零件的模擬試驗工作，具體的實驗操控時候應(yīng)該滿足相關(guān)規(guī)定，在檢查完汽車底盤結(jié)構(gòu)情況之后，方可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)溫度的檢測。假如測定的溫度符合相關(guān)要求的時候，應(yīng)該把材料的屬性賦予到相應(yīng)單元，并對其加以有效約束和控制，假如對應(yīng)力場計算的時候，則應(yīng)該合理加載上一行“RTH”當(dāng)成結(jié)尾的溫度場文件到相應(yīng)的模型當(dāng)中。當(dāng)實際檢測的數(shù)值與不同測定點相應(yīng)的殘余應(yīng)力模擬數(shù)值之間顯現(xiàn)出誤差的時候，不過整體卻相同，由此判定最終的計算結(jié)果準(zhǔn)確[5]。

4? 有關(guān)汽車底盤焊縫的計算方案制定

4.1 科學(xué)操控相關(guān)模型

當(dāng)保證具體的設(shè)計方案準(zhǔn)確之后，便能夠科學(xué)構(gòu)建相關(guān)的汽車底盤結(jié)構(gòu)模型。對于此環(huán)節(jié)而言，應(yīng)該利用合理的技術(shù)。進(jìn)行有關(guān)模型設(shè)計的過程當(dāng)中，則應(yīng)該重視下述幾個方面的情況：其一，針對技術(shù)人員相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的測定;其二，科學(xué)考核相關(guān)工作人員的具體工作情況。所以，構(gòu)建相關(guān)模型的時候，需要把控好一些細(xì)節(jié)的內(nèi)容，汽車底盤構(gòu)造的相應(yīng)模型連接情況屬于重點需要注意的方面[6]。所以，不難看出，科學(xué)操控相關(guān)模型是不容忽視的。

4.2 合成應(yīng)力的準(zhǔn)確計算分析

對于殘余應(yīng)力場的分布文件而言，應(yīng)該借助ANSYS讀寫命令I(lǐng)NSTATE獲取。其具體的文件格式采用“.IST”進(jìn)行結(jié)尾，而處于單元內(nèi)的不同積分點的相應(yīng)應(yīng)則均涵蓋在此文件內(nèi)。進(jìn)行合成計算的時候，當(dāng)解答命令/SOLU以后的首行把相應(yīng)的應(yīng)力分布文件加以讀入。針對合成應(yīng)力計算的環(huán)節(jié)來說，其中的一部分命令流如圖2所示。

所以，通過上述分析與探討之后，從中不難看出，科學(xué)計算并分析合成應(yīng)力的情況十分關(guān)鍵，具有重要的研究意義和實施價值。

4.3 汽車底盤焊縫安全校核的判定分析

進(jìn)行設(shè)計的過程當(dāng)中，以增強焊縫的安全校核效果作為主要的目的，需要針對后橋位置的襯套管和懸架臂進(jìn)行建模處理，利用有關(guān)的數(shù)學(xué)建模，合理計算受到拉伸作用之后的破壞情況，并且明確母材、焊縫處于外交界面上面不同方向的最大應(yīng)力數(shù)值，將上述相關(guān)應(yīng)力數(shù)值當(dāng)成一定的數(shù)據(jù)依據(jù)，通過運用下述方法加以呈現(xiàn)：。而焊縫相應(yīng)的承載性能則借助安全系數(shù)加以代表，式（1）為：（1）

在式（1）當(dāng)中，？滓bw代表的為微觀角度的斷裂強度。由于汽車底盤屬于非常關(guān)鍵的構(gòu)成零件部分，因此，其遭受的荷載作用是極大的，呈現(xiàn)出十分復(fù)雜的特征[7]。筆者經(jīng)過查看相關(guān)研究資料，進(jìn)而明確了安全系數(shù)的具體范圍情況，詳情見表1。

由此可見，合理分析汽車底盤焊縫安全校核的判定情況至關(guān)重要。

4.4 針對焊接處理環(huán)節(jié)的注意問題分析

進(jìn)行汽車底盤結(jié)構(gòu)焊縫焊接處理的過程當(dāng)中，應(yīng)該對其中眾多不同的細(xì)節(jié)部分予以注意和重視，尤其對于汽車企業(yè)而言，可謂至關(guān)重要，不可以忽視整個焊接處理的步驟和方法。首先，通過明確并有效落實詳細(xì)的焊接處理步驟，方可以確保汽車底盤結(jié)構(gòu)焊縫設(shè)計與處理的科學(xué)性與合理性[8]。與此同時，應(yīng)該科學(xué)分析與探究具體焊接的形狀情況，通過細(xì)致比較之后，方可以獲取到準(zhǔn)確無誤的焊接施工圖紙，以便帶給焊接工作有效的借鑒和幫助，發(fā)揮出一定的科學(xué)指導(dǎo)作用，當(dāng)然，從理論知識方面也形成了有效的參考與啟示。除此之外，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的過程當(dāng)中，應(yīng)該積極落實具體的焊接技術(shù)設(shè)計方案，實現(xiàn)一定的技術(shù)創(chuàng)新效果，通過將先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到具體的操控工作當(dāng)中，凸顯出良好的效果。

5? 結(jié)論

從此次論文的闡述與分析當(dāng)中，可以獲知，系統(tǒng)分析和思考汽車底盤焊縫設(shè)計技術(shù)的有效應(yīng)用策略顯得尤為必要，具有一定的研究意義與實施價值。本文通過闡述汽車底盤結(jié)構(gòu)焊縫設(shè)計的總體流程，說明了針對汽車底盤結(jié)構(gòu)有限元模型，分析了汽車底盤結(jié)構(gòu)相應(yīng)溫度場應(yīng)力場的計算情況，同時科學(xué)制定出有關(guān)汽車底盤焊縫的計算方案：科學(xué)操控相關(guān)模型、合成應(yīng)力的準(zhǔn)確計算分析、汽車底盤焊縫安全校核的判定分析、針對焊接處理環(huán)節(jié)的注意問題分析。希望此次研究和分析的內(nèi)容與結(jié)果，能夠得到有關(guān)汽車底盤焊縫設(shè)計技術(shù)工作人員的關(guān)注和重視，并且從中獲取相應(yīng)的借鑒和幫助，以便增強汽車底盤焊縫設(shè)計技術(shù)的實際應(yīng)用成效，進(jìn)而推動我國汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與進(jìn)步。

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