有关焊接匹配角度对副车架耐久性能影响分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com，劳焊接匹配角度对副车架耐久性能影响分析蛐sasofW~~gMatc~Effect。皿c删Fat~epFoⅡ础皿Ge文／泛亚汽车技术中心有限公司梅英豪摘要：副车架为悬架载荷主耍承受件，其焊接工艺和焊接质量对副车架耐久性能至关重要。本文分析了某车型副车架在疲劳台架实验阶段出现的早期开裂失效问题，建立了副车架有限元模型；根据裂纹出现区域特点，使用NcodeDesignlife进行了焊接匹配角度敏感性分析和焊接匹配角度偏移组合影响分析：根据分析结果制定了焊接匹配角度的规范值，并重新进行了副车架疲劳实验。实验表明，匹配角度满足要求的副

2、车架，其疲劳寿命有大幅提高，满足设计要求。关键词：副车架；焊接匹配角度；台架试验1刖吾某车型副车架在台架疲劳实验阶段，剐车架和车身连接套筒处ff{现早期开裂失效，未实副车架是支承前后车桥、悬挂的支架，使年桥、悬挂通过它再与车身相连，习惯上称为现设计寿命。本文首先建立了副车架有限元模型，根据实际样本中开裂点处焊接匹配角度有“副牟架”。副车架可以增加汽车前舱结构刚较大差异的情况，使用NcodeDesignlife分析了不度，提高碰撞和动力学等方面的整车性能。副同焊接角度的对耐久性能的影响，并根据CAE车架传递和分解悬架，转向机以及动力总成产结果制定了焊接匹配角度的角

3、度范围。对糗改生的载荷，其承载比较复杂。而车辆舒适、安之后满足焊接匹配角度要求的副车架重新做台全和轻量化对副车架在强度、振动、疲劳和质架试验。量方面提了很高的要求”。。副车架的形式有多种，主要有钢板冲压焊2概况说明接、铸销、液压成型管等结构。其中钢板冲压某车型采用全框副车架，主要材料为HR420。焊接副车架由于材料价格低廉、结构强度高、使用试制零件做台架疲劳实验时，副车架与车刚度好、焊接和连接固定功能容易实现，在乘身连接的套筒处出现裂纹，见图l。用车底盘结构件卜应用较为广泛’。冲片尺寸、台架疲劳为纵向力试验，共进行了4件样品冲片之间的匹配以及焊接T艺参数对副车架

4、性的试验，实验结果见表1。可以看到4个零件样能有较大的影响，一些文献也分析了焊接性能本寿命偏差很大，l号和4号样本出现早期失效。对汽车零部件疲劳寿命的影响。。零件早期失效的潜在原因为材料使用错误，作者简介梅英索(1984一)，男．r程师，¨前从事汽车副车架的开发忭现代焊接2015年第12期总第156期J～25学兔兔www.xuetutu.comt3．1有限元模型建立副车架网格划分采用Hypermesh软件，副车架本体网格单元采用平面线性壳单元，网格划分在副车架冲片的中心面，冲片厚度为设计厚度名义值，网格单元的质量以该名义厚度为基准计算。网格以四边形为主，三角形为

5、辅，四边形网格占总体网格数的90％以上。副车架总体有限元网格边长为5mm左右，低应力区域，网格大小可以稍大一些，这样可以保证计算结果的精确性，同时控制计算量。副车架壳单元方向基本一致。焊缝网格采用壳单元中的四边形．羽1某车型副车架台架实验中Ⅲ现裂纹失效焊缝单元垂直于焊接基材单元，焊缝单元厚度表1某副车架台架实验结果汇总为焊接基材单元厚度的1．5倍。焊缝单元边缘与实验样本完成寿命裂纹焊缝方向一致，焊缝不穿过焊缝单元斜角。对158．2％发现裂约2220％无裂纹焊缝的起弧和收弧区域的建模要特别关注，以3193％无裂纹免减低计算精度。副车架上有90。直角弯角的465．7

6、％发现裂皴区域，用3个单元模拟该弯角。减薄率过高，制造_1艺和设计原因。经过检查整个副车架有限元模型见图3所示。由于f}j材料成分和材料厚度，均满足要求。剖切零件现裂纹位置为副车架衬套套筒，所以使用mbaqt1．q失效区域检查，焊缝熔深和焊脚长度都满足要模拟了衬套压人后对套筒的径向压力。副车架求。图2为通过台架实验零件和失效零件剖切面衬套本身用零长度的弹簧单元模拟，弹簧单元对比陶，可以发现失效零件的匹配角度普遍比自由度数与实际衬套自由度一致。转向机使用正常通过台架实验零件大，因此焊接匹配角度刚性梁代替。可能是造成零件早期失效的原因。下文对此进副车架前后梁、左有纵

7、梁及各支架钢板材行了分析料采用HR420，材料厚度根据各零件的受力情况分为2．2turn到3．5ram不等。前后套筒材料厚度3有限元模型建立与分析为2．25ram。计算时定义的材料参数为弹性模量=鞫2副车架套筒焊接局部刮切图对比(左侧为2号样本，右侧为1号样本J一26理抟焊接2015年第12期总第156期学兔兔www.xuetutu.com爨现代焊接黉“图3剐乍架钉限元模型I矧4剐年架衬套套筒Ⅸ域焊接结构2．07KSMPa；泊松比29；密度_7．84E-gmg／nm~。焊缝及热影响建模，其材料参数主要由经验获取，具体属性由企业内部特定文件给f疲劳耐久采用Ncod

8、eDesignli计算。