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浅谈某车架第二横梁上板开裂问题的解决

作者:2015-07-01 09:22阅读:文章来源:未知

  车架所起的作用是支撑连接汽车的各零部件、承受汽车自身零部件的重量,承受行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等,车架是整车极为关键的核心零部件。尤其是车架的第二横梁,在保证车架强度与刚度的基础上,需要为前桥与转向器提供安装点。某车型开裂问题出现的部位为转向器安装点倒角处,为解决此问题,我部进行了如下调查分析。

  1 问题来源

  某车型车架第二横梁上板在CAE 成型性分析中局部产生开裂,将严重影响零部件质量及整车品质和安全性能。

  2 原因分析

  通过对标各车型的相关结构,同时对第二横梁上板设计结构进行评审分析,得出产生局部开裂原因如下:(1)第二横梁上板开裂处的结构为竖直的翻边,为保证与下板的焊接配合,翻边高度达33.5mm,高度值较大,极易对钢板产生拉延减薄现象;(2)开裂部位附近的翻边型面较复杂,相邻侧为安装转向机支撑管的外凸结构,延伸到开裂部位为内凹的圆弧结构,翻边的型面起伏大,成型困难;(3)第二横梁上板选用的为较高强度的钢板,其材料为SAPH440,板材厚度为3mm,因此成型性能有限,在复杂型面处容易出现成型开裂或是减薄隐裂现象。

  综上所述,第二横梁上板开裂的原因主要为:选定牌号、板厚的钢板其成型性能有限,并且零件的翻边高度值较大,同时翻边的型面起伏变化剧烈,从而导致出现了成型时的局部开裂现象。

  3 方案制定及验证

  3.1 方案制定

  通过分析的真因,寻找最佳解决方案,为了保证第二横梁上板满足车架刚度、强度要求,材料不允许更改,因此需对型面的结构进行优化,共制定两套方案,方案如下:方案一:将开裂部位近侧的外凸型面进行回收,将外凸弧面R 角内移8mm,经CAE 成型分析,开裂问题得到解决,但是此外凸面为安装转向机支撑管的型面,弧面内移后转向机支撑管的焊接面减小,安装精度不能保证,此方案不可行。方案二:将开裂部位的内凹弧面拉直为平面,使翻边的型面起伏平缓,外凸的型面与平直边相接,经CAE 成型分析,开裂问题也得到解决,同时变更后对安装零件区域无影响,方案可行。

  3.2 验证

  通过CAE 成型性分析,开裂区域消失,问题得到解决,原开裂部位无应力集中现象。

  4 结束语

  此问题反映出设计零件的结构要结合其材料性能,为保证其性能就需采用机械性能较高的材料,但提高机械性能的同时其成型性将会下降,这就需要避免设计过于复杂的型面结构,同时在设计过程中要结合工艺成型性分析,将问题消除在设计阶段,将此解决办法进行标准化,为后期相似结构提供了借鉴意义。

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