浅谈悬架设计验证与分析

张磊

摘 要：悬架是汽车组成的关键部件，设计质量好坏直接影响产品质量和成本控制，因此设计验证工作成为产品开发过程必不可缺的重要一环，本文主要从悬架的设计验证方法分类和常见设计验证方法进行分析和总结。

关键词：悬架;设计验证;试制;试验

0 概述

悬架设计开发输出的是信息/文件，为了确保设计和开发输出资料满足输入资料要求，根据设计和开发策划时做出的任务计划的安排，对设计和开发进行验证。设计验证工作是设计开发过程中一项非常关键的任务，也是验证设计质量的唯一途径。

1 悬架设计验证方法分类

广义上的设计验证分为产品设计验证和过程设计验证。产品设计验证偏向于验证悬架产品的设计结果是否满足设计的输入，而过程设计验证侧重于验证可制造性、可装配性以及装配的选型、过程参数设定的合理性等。虽然验证的方向有所区别，但有相互关联。需要根据新项目开发成熟度和开发人员的经验进行评估确定，验证的方法应根据具体情况选择以下几种方式：

（1）设计评审为评价设计满足质量要求的能力，识别问题及提出解决办法，对设计所作的综合性、系统性并形成文件的检查。由设计、工艺、品质、生产等部门代表组成的评审机构对产品的设计方案，从可靠性的角度，按事先确定的设计和评审表进行的审查叫可靠性设计评审。

1）设计评审主要目的是及时发现潜在的设计缺陷，加速设计的成熟，降低决策风险。

2）实施设计评审的作用是：①评价设计是否满足合同要求，是否符合设计规范及有关标准、准则;②发现和确定设计的薄弱环节和可靠性风险较高的区域，研讨并提出改进意见;③对研制试验、程序和维修资源进行预先的考虑;④检查和监督可靠性大纲的全面实施;⑤减少设计更改，缩短研制周期，降低寿命周期费用。

3）为了能对设计过程执行情况进行连续的观察和监控，须在研制开发生产过程中设置一系列检查、评审点。在关键设计阶段，组织有经验的同行专家和有关方面代表对设计进行及时、详细的审查。设计评审中特别规定要请非直接参加设计的有关专家参加，这是非常有必要的。

（2）变换方式进行理论性核算，以验证原来的计算结果和分析的正确性，其实这是一种反向推理验证的过程，以佐证现有设计方案的合理性和有效性。

（3）计算机辅助工程（CAE）技术的提出就是要把工程的各个环节有机地组织起来，其关键就是将有关的信息集成，使其产生并存在于工程的整个生命周期。

（4）标杆分析法就是将新设计与以往成功的设计案例或最佳者进行比较，从而提出行动方法，以弥补自身的设计不足。

（5）试制主要是确认设计的合适与否、研究制造的方法。试制验证主要验证悬架产品相关零部件的可制造性、可装配性以及与整车的装配的匹配性，在此过程中，需产品工程师和试制工程师全程参与，记录并分析过程异常点，为产品结构优化提供支持，同时也为后期产品工艺过程提供输入或借鉴。

（6）试验是设计验证与合适性确认，对设计的结果是否满足了设计开发开始时所确定的必须保证的要求事项进行客观验证的过程，而最终的产品是否具备或使其具备在使用时能够满足顾客需求的能力进行验证的过程。试验主要是以实物模拟整车状态下的各种性能是否满足设计之初的要求，个别的验证项目需与整车协同路试试验，验证实车系统的整体匹配度和综合性能。

（7）设计评审、变换方式进行理论核算以及标杆分析是理论层次的设计验证方式，而试制和试验是实物验证，这几类设计验证方法相辅相成，缺一不可。

2 常见的设计验证方法

（1）悬架新产品试制是指在完成新產品设计和工艺准备之后，为验证所设计的新产品的图纸、工艺等技术文件是否正确，能否达到预期的设计要求和质量标准而由企业或研究部门进行的试制生产。

（2）通过设计试制，确定了质量成本方面存在的问题，必须对设计进行变更，有时局部的变更也会影响到与其相关联的部位，所以对相关部位也必须进行反复多次的试制和试验。

（3）在悬架设计过程中，最好把这几的质量要求都明确下来并标准化，但完全做到这一点，也是非常不容易的，需要大量的设计经验累计支撑。悬架试制品完工后进行试验，不仅要满足使用条件下的性能试验，还必须对其整车运动状态下进行试验。

（4）常见的悬架类产品性能试验项目，如：悬架总成台架疲劳试验、转向节落锤冲击试验、摆臂本体静强度试验、副车架刚度试验等，设计方案确定后，相应的试验标准要求也就明确了，接下来就是试验方法的策划和实施，下面以悬架总成的台架实验为例进行说明。满载姿态下安装：①测量车轮中心与左前衬套端面相对高度;②测量减振器安装孔与左前衬套端面相对高度;③测量缓冲块端面与左前衬套端面相对高度;④测量左前和左后衬套端面相对高度（或四个衬套坐标），使用100HZ±125mm（扭转±5KN.m±50°）的动态液压伺服作动器，安装示意图如图1所示。

（5）若在试制、实验过程中发现问题，需要对原设计进行变更，如：零部件结构变更、材料变更等，那就需要重新制作试制悬架样品，并进行再一轮的试验验证分析，以保证设变后产品满足预期悬架设计要求的目的。

3 结束语

悬架产品设计和设计验证工作同等重要，将设计和设计验证两方面并驾齐驱。这不仅依靠悬架工程师的智慧和经验，也要工艺、试验等相关方的通力合作，确保高质量的悬架设计质量。

参考文献：

[1]陈魁.试验设计与分析[M].北京：清华大学出版社，2005.

[2]余志生.汽车理论[M].机械工业出版社，2009.