探讨加强板对提高后桥纵臂支座强度的可行性方案

王因杰

摘 要：整车产品质量对销售市场有重要影响，零件的可靠性对整车产品质量起关键作用。因此，提高零件的强度成为提高零件的可靠性有效途径。该文主要探讨加强板对提高零件强度的方法，通过采用不同结构的加强板，模拟整车受力分析，寻找提高零件强度的最佳的可行方案。

关键词：加强板 后桥 纵臂支座 强度

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0069-02

我司研发的CN100车辆在海南试验场进行可靠性道路试验1.8万公里后，悬挂系统中的后桥纵臂支座出现疲劳性开裂现象，因后桥纵臂支座起支承后减震器与车身连接的作用，纵臂支座开裂使得减震器的减震性能失效，削弱了整车的舒适性能。

1 方案可行性分析

1.1 故障现象分析

我们对后桥纵臂支座开裂问题进行系统性分析，从故障现象看，后桥纵臂支座开裂出现在支座与减震器连接的支架上，裂缝疑似钣金件受力被撕裂现象，裂缝长达20 mm。

1.1.1 故障确认

后桥纵臂支座开裂位置不是在焊缝处，而是在焊瘤的边缘位置（焊缝与母材的过渡区）。

1.1.2 断口分析

见图3，⑦区域是焊接过渡区域，产生应力集中，有零件开裂的“人”字裂纹痕迹，属于疲劳裂纹源区；②⑤是主裂纹，①③、④⑥是次裂纹（其他裂纹标注省略），裂纹发展方向与纵臂支座受到汽车重力产生的主应力方向一致；⑨区域是疲劳裂纹扩展区域，⑩区域是疲劳裂纹终断区域。

1.1.3 焊缝分析

见图4，断口位置远离焊缝位置（约5 cm），金相组织图片亦显示焊接过渡区域平稳，可见焊缝质量不是纵臂支座开裂的影响因素。

1.1.4 理化分析

零件材料为SAPH400，经检测，化学成分、力学性能均符合标准要求。（见表1）

1.1.5 零件强度校核

模拟整车工况，沿减震器轴向方向对纵臂支座减震器销施加3KN载荷，对单独的纵臂支座，应力集中点的应力值为166 MPa、182 MPa；对整车悬挂系统的纵臂支座，应力集中点的应力值为156 MPa、209 MPa、178 MPa。应力集中位置正好是纵臂支座开裂位置，有较大的应力集中区域。（见图5）

1.2 改进方案

针对以上分析，决定在纵臂支座中增加加强板，以提高纵臂支座零件强度。

1.2.1 方案一：增加单面加强板

增加单面加强板，与支座左右侧面通过焊接局部连接，经模拟受力分析，对后桥纵臂支座单个零件分析时，原裂缝处的应力为164 MPa；对整车悬挂系统零件分析时，原裂缝处的应力为160 MPa。（见图6）

1.2.2 方案二：增加长加强板

增加长加强板，与支座左右侧面通过焊接整体连接， 经模拟受力分析，对后桥纵臂支座单个零件分析时，原裂缝处的应力为147 MPa；对整车悬挂系统零件分析时，原裂缝处的应力为161 MPa。（见图7）

1.2.3 方案三：增加工字型加强板

增加工字型加强板，与支座左右侧面及减震器安装销通过焊接整体连接，经模拟受力分析，对后桥纵臂支座单个零件分析时，原裂缝处的应力为143 MPa；对整车悬挂系统零件分析时，原裂缝处的应力为158 MPa。

通过对比，发现方案三中增加了工字型加强板之后，不管是对后桥纵臂支座单个零件，还是对整车悬挂系统零件而言，原裂缝处的应力都最小，应力集中区域最小，安全系数最高。（见图8）

1.3 方案实施

以上方案三在后桥纵臂支座中合理增加了工字型加强板，提高了纵臂支座零件强度，经生产正式合格零件，并装车进行可靠性道路试验，悬挂系统中的后桥纵臂支座不再出现疲劳性开裂现象，有效解决了后桥纵臂支座开裂问题。

2 结语

通过对后桥纵臂支座开裂故障件进行失效分析，合理制定解决方案，并运用分析软件进行受力分析，确定最优方案，最终解决了后桥纵臂支座开裂问题。可见，加强板的合理选择，对提高零件整体强度起到重要作用。

参考文献

[1] 戴国欣.钢结构[M].武汉理工大学出版社，2007.

[2] 商晓京，刘宇翔.焊接技术[M].中国劳动社会保障出版社，2013.

[3] 任颂赞.钢铁金相图谱[M].上海科学技术文献出版社，2003.

[4] 胡世炎.机械失效分析手册[M].四川科学技术出版社，1989.

[5] 孟广哲.焊接结构强度和断裂[M].机械工业出版社，1986.

[6] 张彦华.焊接强度分析[M].西北工业大学出版社，2011.endprint

摘 要：整车产品质量对销售市场有重要影响，零件的可靠性对整车产品质量起关键作用。因此，提高零件的强度成为提高零件的可靠性有效途径。该文主要探讨加强板对提高零件强度的方法，通过采用不同结构的加强板，模拟整车受力分析，寻找提高零件强度的最佳的可行方案。

关键词：加强板 后桥 纵臂支座 强度

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0069-02

我司研发的CN100车辆在海南试验场进行可靠性道路试验1.8万公里后，悬挂系统中的后桥纵臂支座出现疲劳性开裂现象，因后桥纵臂支座起支承后减震器与车身连接的作用，纵臂支座开裂使得减震器的减震性能失效，削弱了整车的舒适性能。

1 方案可行性分析

1.1 故障现象分析

我们对后桥纵臂支座开裂问题进行系统性分析，从故障现象看，后桥纵臂支座开裂出现在支座与减震器连接的支架上，裂缝疑似钣金件受力被撕裂现象，裂缝长达20 mm。

1.1.1 故障确认

后桥纵臂支座开裂位置不是在焊缝处，而是在焊瘤的边缘位置（焊缝与母材的过渡区）。

1.1.2 断口分析

见图3，⑦区域是焊接过渡区域，产生应力集中，有零件开裂的“人”字裂纹痕迹，属于疲劳裂纹源区；②⑤是主裂纹，①③、④⑥是次裂纹（其他裂纹标注省略），裂纹发展方向与纵臂支座受到汽车重力产生的主应力方向一致；⑨区域是疲劳裂纹扩展区域，⑩区域是疲劳裂纹终断区域。

1.1.3 焊缝分析

见图4，断口位置远离焊缝位置（约5 cm），金相组织图片亦显示焊接过渡区域平稳，可见焊缝质量不是纵臂支座开裂的影响因素。

1.1.4 理化分析

零件材料为SAPH400，经检测，化学成分、力学性能均符合标准要求。（见表1）

1.1.5 零件强度校核

模拟整车工况，沿减震器轴向方向对纵臂支座减震器销施加3KN载荷，对单独的纵臂支座，应力集中点的应力值为166 MPa、182 MPa；对整车悬挂系统的纵臂支座，应力集中点的应力值为156 MPa、209 MPa、178 MPa。应力集中位置正好是纵臂支座开裂位置，有较大的应力集中区域。（见图5）

1.2 改进方案

针对以上分析，决定在纵臂支座中增加加强板，以提高纵臂支座零件强度。

1.2.1 方案一：增加单面加强板

增加单面加强板，与支座左右侧面通过焊接局部连接，经模拟受力分析，对后桥纵臂支座单个零件分析时，原裂缝处的应力为164 MPa；对整车悬挂系统零件分析时，原裂缝处的应力为160 MPa。（见图6）

1.2.2 方案二：增加长加强板

增加长加强板，与支座左右侧面通过焊接整体连接， 经模拟受力分析，对后桥纵臂支座单个零件分析时，原裂缝处的应力为147 MPa；对整车悬挂系统零件分析时，原裂缝处的应力为161 MPa。（见图7）

1.2.3 方案三：增加工字型加强板

增加工字型加强板，与支座左右侧面及减震器安装销通过焊接整体连接，经模拟受力分析，对后桥纵臂支座单个零件分析时，原裂缝处的应力为143 MPa；对整车悬挂系统零件分析时，原裂缝处的应力为158 MPa。

通过对比，发现方案三中增加了工字型加强板之后，不管是对后桥纵臂支座单个零件，还是对整车悬挂系统零件而言，原裂缝处的应力都最小，应力集中区域最小，安全系数最高。（见图8）

1.3 方案实施

以上方案三在后桥纵臂支座中合理增加了工字型加强板，提高了纵臂支座零件强度，经生产正式合格零件，并装车进行可靠性道路试验，悬挂系统中的后桥纵臂支座不再出现疲劳性开裂现象，有效解决了后桥纵臂支座开裂问题。

2 结语

通过对后桥纵臂支座开裂故障件进行失效分析，合理制定解决方案，并运用分析软件进行受力分析，确定最优方案，最终解决了后桥纵臂支座开裂问题。可见，加强板的合理选择，对提高零件整体强度起到重要作用。

参考文献

[1] 戴国欣.钢结构[M].武汉理工大学出版社，2007.

[2] 商晓京，刘宇翔.焊接技术[M].中国劳动社会保障出版社，2013.

[3] 任颂赞.钢铁金相图谱[M].上海科学技术文献出版社，2003.

[4] 胡世炎.机械失效分析手册[M].四川科学技术出版社，1989.

[5] 孟广哲.焊接结构强度和断裂[M].机械工业出版社，1986.

[6] 张彦华.焊接强度分析[M].西北工业大学出版社，2011.endprint

摘 要：整车产品质量对销售市场有重要影响，零件的可靠性对整车产品质量起关键作用。因此，提高零件的强度成为提高零件的可靠性有效途径。该文主要探讨加强板对提高零件强度的方法，通过采用不同结构的加强板，模拟整车受力分析，寻找提高零件强度的最佳的可行方案。

关键词：加强板 后桥 纵臂支座 强度

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0069-02

我司研发的CN100车辆在海南试验场进行可靠性道路试验1.8万公里后，悬挂系统中的后桥纵臂支座出现疲劳性开裂现象，因后桥纵臂支座起支承后减震器与车身连接的作用，纵臂支座开裂使得减震器的减震性能失效，削弱了整车的舒适性能。

1 方案可行性分析

1.1 故障现象分析

我们对后桥纵臂支座开裂问题进行系统性分析，从故障现象看，后桥纵臂支座开裂出现在支座与减震器连接的支架上，裂缝疑似钣金件受力被撕裂现象，裂缝长达20 mm。

1.1.1 故障确认

后桥纵臂支座开裂位置不是在焊缝处，而是在焊瘤的边缘位置（焊缝与母材的过渡区）。

1.1.2 断口分析

见图3，⑦区域是焊接过渡区域，产生应力集中，有零件开裂的“人”字裂纹痕迹，属于疲劳裂纹源区；②⑤是主裂纹，①③、④⑥是次裂纹（其他裂纹标注省略），裂纹发展方向与纵臂支座受到汽车重力产生的主应力方向一致；⑨区域是疲劳裂纹扩展区域，⑩区域是疲劳裂纹终断区域。

1.1.3 焊缝分析

见图4，断口位置远离焊缝位置（约5 cm），金相组织图片亦显示焊接过渡区域平稳，可见焊缝质量不是纵臂支座开裂的影响因素。

1.1.4 理化分析

零件材料为SAPH400，经检测，化学成分、力学性能均符合标准要求。（见表1）

1.1.5 零件强度校核

模拟整车工况，沿减震器轴向方向对纵臂支座减震器销施加3KN载荷，对单独的纵臂支座，应力集中点的应力值为166 MPa、182 MPa；对整车悬挂系统的纵臂支座，应力集中点的应力值为156 MPa、209 MPa、178 MPa。应力集中位置正好是纵臂支座开裂位置，有较大的应力集中区域。（见图5）

1.2 改进方案

针对以上分析，决定在纵臂支座中增加加强板，以提高纵臂支座零件强度。

1.2.1 方案一：增加单面加强板

增加单面加强板，与支座左右侧面通过焊接局部连接，经模拟受力分析，对后桥纵臂支座单个零件分析时，原裂缝处的应力为164 MPa；对整车悬挂系统零件分析时，原裂缝处的应力为160 MPa。（见图6）

1.2.2 方案二：增加长加强板

增加长加强板，与支座左右侧面通过焊接整体连接， 经模拟受力分析，对后桥纵臂支座单个零件分析时，原裂缝处的应力为147 MPa；对整车悬挂系统零件分析时，原裂缝处的应力为161 MPa。（见图7）

1.2.3 方案三：增加工字型加强板

增加工字型加强板，与支座左右侧面及减震器安装销通过焊接整体连接，经模拟受力分析，对后桥纵臂支座单个零件分析时，原裂缝处的应力为143 MPa；对整车悬挂系统零件分析时，原裂缝处的应力为158 MPa。

通过对比，发现方案三中增加了工字型加强板之后，不管是对后桥纵臂支座单个零件，还是对整车悬挂系统零件而言，原裂缝处的应力都最小，应力集中区域最小，安全系数最高。（见图8）

1.3 方案实施

以上方案三在后桥纵臂支座中合理增加了工字型加强板，提高了纵臂支座零件强度，经生产正式合格零件，并装车进行可靠性道路试验，悬挂系统中的后桥纵臂支座不再出现疲劳性开裂现象，有效解决了后桥纵臂支座开裂问题。

2 结语

通过对后桥纵臂支座开裂故障件进行失效分析，合理制定解决方案，并运用分析软件进行受力分析，确定最优方案，最终解决了后桥纵臂支座开裂问题。可见，加强板的合理选择，对提高零件整体强度起到重要作用。

参考文献

[1] 戴国欣.钢结构[M].武汉理工大学出版社，2007.

[2] 商晓京，刘宇翔.焊接技术[M].中国劳动社会保障出版社，2013.

[3] 任颂赞.钢铁金相图谱[M].上海科学技术文献出版社，2003.

[4] 胡世炎.机械失效分析手册[M].四川科学技术出版社，1989.

[5] 孟广哲.焊接结构强度和断裂[M].机械工业出版社，1986.

[6] 张彦华.焊接强度分析[M].西北工业大学出版社，2011.endprint