某车型变速箱横梁开裂分析及优化设计.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.05.005某车型变速箱横梁开裂分析及优化设计李立波，洪健，顾海南，李盈盈（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：针对某车型变速箱横梁在试验中开裂失效的现象，应用有限元方法对发动机悬置支架进行20工况分析；根据分析结果，部分工况下横梁支架应力超出限值；针对横梁结构进行两轮优化设计；结合台架试验和道路可靠性试验，满足设计要求。关键词：变速箱横梁；应力分析；优化设计中图分类号：U463.8文献标识码：A文章编号：1671-7988(2017)05-13-03AnalysisandOptimizationdesi

2、gnongear-boxmountingbeamofautomobileLiLibo,HongJian,GuHainan,LiYingying(AnhuiJianghuaiAutomobilegroupCo.Ltd.,AnhuiHefei230601)Abstract:Aimingatthefailureofgear-boxmountbeamofanautomobile.AccordingtoCAEanalysisofstructuredesignabouttwentyworkcondition,thestressisbeyondtheacceptedstandardundercerta

3、incondition.Twooptimizationdesignarecompleted,byanalyzingandcalculating,theoptimizeddesignmeetsthestandard.Thereliabilitytestresultsshowedthattheoptimizedgear-boxmountingbeamwasaccordedtodesign.Keywords:gear-boxmountingbeam;stressanalysis;OptimizationdesignCLCNO.:U463.8DocumentCode:AArticleID:167

4、1-7988(2017)05-13-03后悬置横梁在试验过程中出现开裂失效，开展分析优化工作，前言为了确定悬置支架的开裂原因，提升效率，采用CAE模拟分析计算，并开展优化分析，提出两种优化方案，根据计算结动力总成是汽车的主要激振源之一，动力总成悬置系统果，对优化方案进行评估；本文针对以上分析及试验完成变主要功能是支撑动力总成，对动力总成进行限位，同时衰减速箱横梁失效的原因分析及优化，解决变速箱横梁开裂问题，动力总成的振动；汽车悬置系统零部件的性能和可靠性设计为悬置系统开发积累经验。直接影响悬置系统的隔振率及系统可靠性；悬置连接支架及横梁是动力总成悬置系统中关键零部件之一，起到支撑动力1、

5、悬置系统布置结构及变速箱横梁失效模式总成、连接减震部件、传递震动载荷的功能。由于车辆运动工况及路况的复杂性，对于目前悬置系统支架的可靠性开发，该纵置车型悬置系统采用经典的三点橡胶悬置布置形主要通过台架及强化道路的可靠性验证进行设计确认。式，前悬置采用左右对称V字形布置结构，悬置软垫布置角作为动力总成纵置布置车型，前悬置系统承载动力总成度48°；后悬置采用单点V字形结构布置，通过一个横梁固大部分载荷，一般在80%以上，变速箱悬置及横梁承载较小，定在左右车架上。由于考虑悬置系统通用性，变速箱横梁前在匹配分析的过程中对于后悬置的关注不高；针对纵置车型部设计一个支架，装配动力总成后悬置软垫，支架

6、下部设计有两块加强板。见图1。作者简介：李立波（1978-），工程师，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。2017年第5期李立波等：某车型变速箱横梁开裂分析及优化设计14表2图1动力总成悬置布置形式及变速箱横梁结构图根据验证结果，变速箱横梁出现开裂失效，失效位置在横梁焊接支架的两块加强板边缘，出现超出10cm的裂纹。根据初步判断，开裂处支架强度不足，导致开裂失效；针对该失效模式组织进行分析。图5变速箱横梁分析模型图2变速箱横梁失效模式及位置2、变速箱横梁载荷数据提取为分析变速箱横梁的受力情况，进行动力总成质心转动惯量测量、悬置坐标、非线性刚度曲线采集以及20工况的载图6变速箱横梁受力云图

7、荷提取。根据CAE分析，在20工况下，变速箱横梁有8个工况表1动力总成坐标系下的惯性参数及车身坐标系下的质心位置均存在应力过大的风险，在7g后工况下，横梁支架应力达到P/TcoordIxxIyyIzzIxyIyzIxz1037.8Mpa，远大于目标320Mpa，根据分析结果，应力集中(kg·m²)15.6999.9892.31-2.232.46-11.9的部位与试验故障部位一致，分布在焊接加强板附件焊缝附质心位置XYZMass(kg