汽车悬架结构件性能提升开发

焉知新能源汽车 · 公众号 · · 2019-07-30 19:51

正文

摘要： 文章介绍汽车关键结构件从整车输入到整车应用的开发流程，涉及整车输入、结构设计、空间动态分析，冲压成形，强度、模态分析，以及试制、验证等方案、方法，采用此方法有效地缩短开发周期、节约成本，提高产品开发效率。

关键词： 流程；结构设计；分析；试制；验证；效率

本文介绍汽车后拖曳臂焊接总成开发策略及流程，后拖曳臂焊接总成用于后独立悬架，即拖曳臂式后悬架，作为导向杆系的关键部分，承受各种作用力、力矩，控制着轮胎运动轨迹，关系到整车的操控性、舒适性，涉及整车的安全、可靠，开发过程中需要充分分析验证。

1、结构件的连接点受力大小确定

在数据虚拟样车中，通过整车DOE分析，满载状态下按垂直跳动、制动、转弯三种工况，垂跳：az=3g，制动：u=1；ax=1g；az=1g，转向：u=1；ay=1g；az=1g，U-地面摩擦系数，采集各连接点的受力大小。

采用整车主要工况受力如表1。

2、结构件形状设计

结合此件周边空间及此悬架的运动特性、承载特性，设计相应结构，建立DMU模型，校核运动状态下与周边件间隙，根据相应工况，面与面、面与边、边与边间隙分别测量，最小间隙不小于5mm，经过多轮优化，形成结构相对简单、过渡件较少初步状态。经过多轮优化，由最初的12个子件减少到7个，特别是关键位置子件，如图1所示。

表1 结构件各种工况下的受力状况，方向同整车坐标系

图1 结构件模型及主要受力点

注：P1-轮心作用点，P2-与车身配合点，P3-弹簧及缓冲块作用点，P5-减震器下安装点，P6-上控制臂安装点，P7-下控制臂安装点

3、冲压成形分析

根据步骤2所设计出的结构，对其中的钣金结构件冲压成形分析，根据材料特性（QSTE-420，YS=490.7MPa，TS=553.9MPa，n=0.0847，r=0.935），冲压分析按8道工序（shaped blank with-pierce，Fl-dowm-1，Restrike，Cam -pierce，Pierce，Pierce，Fl-dowm-2，Part-off），对每道工序变形量分别分析，最大增厚量不大于0.5mm，最小变薄量不大于0.2mm。

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