驅(qū)動橋減振器支架強(qiáng)度試驗(yàn)分析

楊志日，梅欣鑫，胡磊

江西江鈴底盤股份有限公司 江西撫州 344000

減振器支架用于連接汽車減振器和汽車驅(qū)動橋。汽車減振器支架與汽車驅(qū)動橋通過焊接固定，減振器與支架固定連接，起到支撐和緩沖吸能的作用，使車輛保持良好的舒適性和操縱穩(wěn)定性。汽車行駛過程中，減振器固定支架由于受到驅(qū)動橋、減振器的多重約束及路面載荷的交替變化而表現(xiàn)出彎扭結(jié)合的復(fù)雜受力情況，并且路面對車輪的沖擊力越大，支架所承受的彎扭作用力就越強(qiáng)。

因此，對減振器固定支架的強(qiáng)度、剛度和抗扭轉(zhuǎn)能力就會有一定的設(shè)計(jì)要求，否則減振器固定支架會產(chǎn)生變形甚至于車橋的連接部位會發(fā)生開裂。減振器支架的強(qiáng)度、剛度及抗扭轉(zhuǎn)能力試驗(yàn)至關(guān)重要。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，減振器支架的強(qiáng)度等是否滿足要求。

試驗(yàn)過程

1.參考標(biāo)準(zhǔn)

1）QC/T 533-1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗(yàn)方法》。

2）福特《V36X Rear Dead Beam Specification Number ESBK21—4B435-AA》。

2.試驗(yàn)設(shè)備

強(qiáng)度試驗(yàn)采用的設(shè)備是液壓疲勞試驗(yàn)機(jī)或同類型的油壓機(jī)。

3.試驗(yàn)準(zhǔn)備

1）樣品數(shù)量不少于2件。

2）樣品狀態(tài)：一段后橋殼本體或后橋殼總成。

3）試驗(yàn)工裝：按設(shè)備連接要求準(zhǔn)備工裝夾具。

4.試驗(yàn)條件

確定減振器在整車中的最大受力：包含壓縮工況及伸長工況，選取兩個(gè)工況中作用力較大的作為試驗(yàn)力。減振器支架受力角度，需要與整車中的角度一致，模擬減振器支架在整車中的實(shí)際狀態(tài)。根據(jù)最大試驗(yàn)力進(jìn)行加速驗(yàn)證，一般選取12倍最大試驗(yàn)力。

減振器支架在不同工況時(shí)的受力情況如圖1所示。

1）圖1a所示是當(dāng)減振器壓縮工況時(shí)，單個(gè)減振器支架受到減振器施加向下力，稱為壓縮力F-。

2）圖1b所示是當(dāng)減振器伸長工況時(shí)，單個(gè)減振器支架受到減振器施加向上的力，稱為復(fù)原力F+。

圖1 減振器支架受力分析

3）一般F+比F-大很多，選取大者作為支架的作用力進(jìn)行試驗(yàn)。

5.試驗(yàn)載荷和方向確定

1）采用單邊加載時(shí)，單邊加載試驗(yàn)載荷為12F+，方向向下，確定角度β（減振器工作狀態(tài)）。

2）采用雙邊加載方式時(shí)，雙邊加載試驗(yàn)載荷為24F+，方向向下，確定角度β（減振器工作狀態(tài)）。

試驗(yàn)程序

完成上面操作后，正式進(jìn)入試驗(yàn)程序：確認(rèn)樣品符合性及樣品編號，樣件裝配后正式開始驗(yàn)證（見圖3）。試驗(yàn)完成后記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

圖2 試驗(yàn)載荷和方向

圖3 加載試驗(yàn)

1）檢查和確認(rèn)樣品是否符合圖樣要求，對減振器支架焊接部位按編號進(jìn)行拍照。

2）當(dāng)采用雙邊加載時(shí)，施力中心是否在兩支架中心（左右偏心差不大于10mm），角度β偏差不大于±15°。

3）樣品與底座連接可靠，底座固定牢固，壓桿與作動缸配合正常，壓桿與減振器支架連接正常。試驗(yàn)開始后確認(rèn)壓桿運(yùn)動正常無干涉等情況發(fā)生。

4）按試驗(yàn)參數(shù)要求進(jìn)行加載，和設(shè)置試驗(yàn)頻率。單邊加載試驗(yàn)載荷為12F+，施加單向向下交變作用力0.2F+～12F+；雙邊加載試驗(yàn)載荷為24F+，施加單向向下交變作用力0.2F+～24F+；試驗(yàn)頻率10～15Hz。

5）按規(guī)定的試驗(yàn)操作規(guī)程開始和進(jìn)行試驗(yàn)。每半小時(shí)觀察和記錄一次試驗(yàn)運(yùn)行情況，確認(rèn)減振器支架焊縫有無開裂。出現(xiàn)減振器支架開裂時(shí)，要及時(shí)停止設(shè)備運(yùn)行和試驗(yàn)。

6）試驗(yàn)結(jié)束后，先松開壓桿與作動缸的配合，再松開壓桿與減振器之間的連接，取下工件，確認(rèn)減振器支架焊縫開裂情況，拍照度記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，用于制作試驗(yàn)報(bào)告。

評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

支架安裝位置對減振器支架的受力關(guān)聯(lián)度較大，在接受評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)方面有區(qū)別。

1）如果減振器支點(diǎn)安裝在減振器支架外側(cè)，在12倍減振器支架最大載荷作用下，減振器支架與橋殼焊縫疲勞壽命不低于5萬次。焊縫無開裂，支架無嚴(yán)重變形和開裂。

2）如果減振器支點(diǎn)安裝在減振器支架內(nèi)腔，在12倍減振器支架最大載荷作用下，減振器支架與橋殼焊縫疲勞壽命不低于10萬次。焊縫無開裂，支架無嚴(yán)重變形和開裂。

結(jié)果處理

在《減振器支架焊縫強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表》上記錄各樣品試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果；編制并完成正式的試驗(yàn)報(bào)告，包括減振器支架焊縫圖（見圖4）和減振器支架的焊接強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表（見表1）。

圖4 減振器支架焊縫

表1 減振器支架的焊接強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表

結(jié)語

通過以上試驗(yàn)，可有效驗(yàn)證減振器承受多重約束及路面載荷的交替變化的復(fù)雜受力情況，并且與減振器支架在整車中的受力狀態(tài)高度吻合，試驗(yàn)結(jié)果也高度吻合，已經(jīng)成功在吉利、江鈴、五十鈴、福田等輕卡項(xiàng)目中應(yīng)用?？杀苊獯肆慵谡囍序?yàn)證，影響整車投產(chǎn)時(shí)間，對整車順利投產(chǎn)有較大的貢獻(xiàn)。