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在讨论前下摆臂舒适性衬套之前,要先鸣谢lance同学的大红包鼓励!也请各位大佬觉得有用分享给身边专业的人,我们可以收集到更多的意见和反馈。回到衬套设计,我们依旧以案例进行讨论…
这是一个典型控制臂的舒适性衬套刚度目标,这里我们需要明确几个问题:
1. 性能给出的刚度目标是以衬套的坐标轴还是以整车坐标轴为准,他们之间对应的关系如何;
2. 刚度目标是在自由状态的还是预载状态,如果是预载,那什么样的预载状态;
3. 明确刚度测试条件,这里并不是防止某个环节发生投机取巧的情况发生,而是为了明确我们在预载条件下,衬套实际的工作曲线;
为了便于说明,我们定义目标刚度是以衬套坐标轴为基准,刚度是自由状态刚度目标,衬套曲线如下。
我们可以发现一个很重要的设计需求:Y方向有3mm的线性段。这里有一个动力学上很有学问的研究点,这里的线性段如何定义,以后有机会需要单独的做一篇说明。这里我们从部件角度可以给出一些反馈,线性段超过3mm以上需要拥有10mm以上的胶厚,又为了迎合较低的衬套刚度,一般会采取内套管带鼓型的结构,如果结构设计不当,会直接导致扭转刚度过大,进而增加寄生刚度,降低舒适性。
言归正传,衬套的基础目标性能我们已经明确,那么其他输入我们也需要明确,详见下表:
前期的设计流程和上一篇讲的基本相同,由内骨架一步步往外计算,唯一不同的是,我们对Y方向刚度提出了线性段长度的需求,胶厚与胶料配方也相应确定了(供应商可以通过结构优化,适当调整搭配,这里不做过多讨论,原则是尽量使用胶料配方最好的胶料),然后按部就班计算得出常规的空心衬套模型,我们的草图已经出来了。
随后便是考验工程师是否称职的时候了,我们又要到题外话时间了。有多少人在设计零部件之前会看他和系统级别的DFMEA,DVP还有checklist?还只是把它当做珍贵的资料放在U盘里睡大觉?我相信大部分人对它的认识还是一个交付物。但是在衬套设计上,每一个失效我们都需要预留出对于结构预防失效。
这里需要注意的主要失效模式:
1. 外骨架与副车架上下两个面是否有碰撞的风险:我们看之前的输入,Z向在疲劳工况最大的力是1000N,滥用工况最大受力3000N,我们就可以判断外骨架位移已经有碰撞风险,我们就应该在主簧上增加限位设计,为了避免碰撞时的闷响,我们需求点接触。具体结构可以和供应商讨论,这里不多做讨论。
2. 过度位移:疲劳工况的最大受力在曲线中可找到位移3mm(加上限位块后),我们需要评估胶料是否有剪切撕裂的风险,如果有,我们可以适当调整结构,避免过度拉伸;
3. 压入角度失效:这个衬套的压入方向是有需求的,上下限位块可能存在差异,空心方向角度等等,我们需要在衬套结构进行放错设计,如内骨架开异型孔等;
4. 整车处于设计状态时,衬套的姿态:当我们衬套从自由状态进入负载,它会发生一定的形变,例如我们设计状态形变最多的是Z向,大概下沉1mm ,但大部分3D数模却是上下间隙对称的,这个状态其实更接近于衬套的自由状态,这些差异能否接受需要确认。如果要保证数模状态,我们可能需要上移主簧位置,才能让落地后主簧处于中间位置;
5. 空心方向的异响:但是空心衬套,涉水异响和摩擦异响大概率发生,所以我们需要供应商提供多方案的对应策略,大部分都是将面接触改成点接触,大部分成熟供应商都可以有很多成熟的结构选择。如有条件,尽量现在台架试验上提前验证;
6. 刹车抖动:大部分成熟的主机厂都会进行这方面的确认,避免模态接近引起制动抖动。但是作为衬套工程师,需要在调校前给性能团队提供各方案刚度,让他们提前确认调校团队需求的几个方案中,是否有潜在风险,如果有,要提前通知调校团队。
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