侧置备胎架失效分析与改进.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.06.058侧置备胎架失效分析与改进申伶，赵化刚，吴涛（陕西重型汽车有限公司，陕西西安710200）摘要：为解决侧置备胎架失效率高的问题，采用质量工具及理化分析方法，重点从结构方面入手，找出了影响备胎架失效的关键影响因子，提出从结构方面对备胎架进行改进，并通过CAE分析方法对改进前后的备胎架总成结构进行应力、耐久分析及验证，改进效果佳。关键词：侧置备胎架；有限元分析；线性静态；静力形变中图分类号：U463.99文献标识码：A文章编号：1671-798

2、8(2016)06-165-02OffsetsparewheelcarrierFailureAnalysisandImprovementShenLing,ZhaoHuagang,WuTao(ShaanxiHeavyAutomobileCo.LTD,ShaanxiXi'an710200)Abstract:Tosolvetheproblemofhighfailurerateonoffsetsparewheelcarrier,aquality-toolsandchemicalanalysismethodsareado

3、pted.Keyinfluencingfactorsarefoundbyfocusingonthestructuralanalysis,whichcausedthesparewheelcarrierfailure.Thenanimproveddesignwasproposedfromitsstructure.Andthenewstructureofthesparewheelcarrierassemblyconductedstressanalysis,durabilityanalysisbyCAEmethods.

4、Theresultsshowedthattheimprovedeffectwasgoodbycomparingthestructuresbeforeandafterimprovements.Keywords:offsetsparewheelcarrier;finiteelementanalysis;radialfatigue;bendingfatigueCLCNO.:U463.99DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2016)06-165-02经统计，现有的侧置备胎架自2014年

5、9月开始批量使用，引言到2015年5月累计使用量为1856件，由于该侧置备胎架只用于少数类别的公路车辆，故其使用量不是特别大，但是其为满足重型汽车系列化、配置多样性的要求，开发了多售后故障数量却相对较多，到达37件之多，故障率达1.99%，种轴距、多种布置方式的车型。尤其是近年来物流行业的迅售后索赔也相对较高，而且随着车辆运行时间增加，失效率速发展，市场对各类型载货车的需求逐步增大，基于目前中、会逐渐增加，如不改进，索赔金额会继续扩大。对该段时间长途车辆的使用情况：车辆在行车途中携带备胎是必不可少售后市场返回的

6、故障件进行失效模式识别，失效图片见图1，的，但现有结构的备胎架结构虽满足了轻量化的需求，但是失效模式统计表如表1所示。其强度略显不足，售后故障率较高，市场反应不佳。因此，一款通用性更高、可靠性更好、操作更方便同时满足强度要求的侧置备胎架是很有必要的。1、问题概述作者简介：申伶，助理工程师，就职于陕西重型汽车有限公司汽车图1侧置备胎架失效图片工程研究院，主要从事零部件设计开发工作。2016年第6期申伶等：侧置备胎架失效分析与改进166从表1可以看出，支架开裂损坏比例高达81.1%，超过1）对结构改进前后进行了CA

7、E线性静态分析（见图2、了80%，按照“关键的少数”原则，对其实施改进。图3所示），可见改进前支架最大应力为249.7MPa，改进后表1侧置备胎架失效模式统计支架最大应力降为91.6MPa，强度提升了63.3%，支架受力失效模式失效数量故障占比状况有了很大的改善。支架开裂3081.1%2）对结构改进前后进行了弯曲静力形变分析（见图4、开焊513.5%图5所示），可见改进前支架在冲击作用下最大变形量为变形25.4%0.737mm，改进后最大变形量降为0.093mm，变形量减小了[1]87.4%，有效提升了支架的使

8、用寿命。2、侧置备胎架失效分析及改进措施对售后故障件进行理化分析，发现材料成分及强度符合图纸要求，进一步进行潜在失效模式与后果分析，该侧置备胎架损坏是由于结构不合理，承受冲击强度不够，在冲击载荷的交变作用下发生变形、开焊，最终导致疲劳断裂。因此，备胎架支架自身承载力差是造成损坏的主要原因。要降低其失效率，只能是从自身解决，即提高结构强度及刚度、降低图2原结构线性静态分析图3改进结构线性