R101驱动桥后桥壳总成裂纹试验分析
桥壳后壳盖失效分析
图1㊀后壳盖开裂失效件分析测量故障件板厚为2.7~2.8mm,符合材料拉伸范围要求理论最小允许厚度1.98mm)㊂材料成分见表1,符合标准要P Cr Ni Cuɤ0.035ɤ0.1ɤ0.25ɤ0.0.010.01860.00340.002是焊接时焊渣飞溅到后壳盖表面,会在金属表面产生类似焊接的金相组织,并有一定深度的热影响区,降低后壳盖的强E-mail:576857534@㊂图2㊀球状颗粒附着壳盖表面沿断口试样横截面切取磨制金相试样,经3%硝酸酒精溶液腐蚀㊁清洗㊁干燥后,宏观照片如图3所示,焊缝㊁薄板的位置特征清晰可见㊂置于莱卡DMI5000M 金相显微镜下观察,断口处金相组织为铁素体+珠光体组织,裂纹两侧未见偏析㊁杂质㊁脱碳等现象㊂同时在金相试样上进行洛氏硬度测试,经沃博特洛氏硬度计检测,故障件的洛氏硬度为52HRB ,故障件金相组织和硬度均正常㊂图3㊀裂纹附近金相组织将断口试样经超声波清洗干燥后,置于TESCAN 扫描电子显微镜下观察,起裂区在内侧,为多点起裂,如图4所示㊂图4㊀断口14倍SEM 照片㊀㊀在起裂区未见明显的冶金缺陷,其形貌为准解理+撕裂,如图5所示㊂图5㊀起裂区800倍SEM 照片扩展区形貌为准解理+贝壳纹,如图6所示,为典型的疲劳断口特征㊂图6㊀扩展区1500倍SEM 照片从对故障件的分析结果可以看出,后壳盖属于疲劳断裂,但故障件本身除焊渣飞溅到表面之外,其他方面未见明显的质量缺陷,这就需要从后壳盖的设计及使用环境去判断引起本次失效的原因[2]㊂3 失效原因分析3.1㊀壳盖材料机械性能根据标准GB /T228.1 2010进行材料拉伸试验[3],如图7所示,试样厚度3mm ,宽度30mm ,材料下屈服强度为175MPa ,抗拉强度290MPa ,符合原材料供应商技术协议中定义的要求㊂图7㊀材料拉伸试样3.2㊀CAE 分析根据现在发布的行业标准‘QC /T533 1999㊀汽车驱动桥台架试验方法“中驱动桥桥壳垂直弯曲疲劳试验的加载方法,建立CAE 分析模型(图8),得到桥壳后壳盖开裂区域应力为38MPa (图9),壳盖材料屈服强度为175MPa ㊂整车道路试验是按标准负荷加载的,没有发生超载情况,同时桥壳垂直弯曲疲劳台架试验已通过验证[4],且没有出现后壳盖失效故障㊂因此从CAE 分析及台架试验结果判断,后壳盖不可能在只承受垂向力作用下发生疲劳断裂㊂图8㊀CAE分析图9㊀后壳盖应力图3.3㊀路谱采集及台架对标基于故障件㊁原材料机械性能及常用工况CAE 分析结果均未发现异常,有必要对样件的使用环境进行路谱采集,以便进一步查找失效原因㊂应变片贴在后壳盖失效位置(图10),90ʎ为整车X 方向,0ʎ为Y 方向,45ʎ为Z 方向,在试验场地测试开裂位置处的应力应变㊂实测结果表明90ʎ方向(即整车X向)应力应变最大,最大值达到244MPa ,95%道路工况开裂位置应力值为103MPa (图11)㊂图10㊀开裂位置贴应变片图11㊀道路测试应力值根据路谱采集结果,欲在台架上模拟道路试验受力来复制整车上的故障模式㊂将装配主减速器壳体的桥壳总成样件,按主减速器壳体朝上的状态安装在试验台架上(图12),同时在开裂位置贴应变片以监控台架试验工况后壳盖受力与道路试验基本一致㊂共测试3台样件,均出现桥壳后壳盖开裂,开裂位置与道路试验一致㊂对台架试验开裂件进行检测,金相组织㊁材料成分等均正常㊂图12㊀台架试验装置3.4㊀焊接对材料性能的影响文中提到故障件表面有附着焊接时,飞溅到后壳盖表面的焊渣㊂在供应商现场抽取后壳盖表面附着焊渣的样件进行硬度梯度检测,判断焊缝热影响区范围以及焊渣的影响[5]㊂将样件磨制成金相试样(图13),分别进行硬度检测:(1)焊缝热影响区分析:沿图13箭头1方向进行硬度梯度检测,每隔0.5mm 取一个检测点,硬度曲线如图14所示㊂在焊缝区域任取一个点为测试起点(坐标位置0点),距离起点1mm 位置处为焊缝区域,该区域硬度最大为188HB ㊂从位置1mm 点开始,硬度快速下降㊂距起点位置1~2mm 区域为焊接热影响最大的区域,最低硬度为116HB ;距起点位置2~6mm 区域硬度逐步上升,位置6mm 点硬度152HB ,接近母材硬度(ȡ150HB ),焊缝热影响区域在1~6mm 范围㊂本次故障件开裂区域距离焊缝10mm ,因此焊缝热影响区对本次失效基本关联㊂图13㊀抽检试样图14㊀焊缝热影响区硬度梯度(2)焊渣的影响:沿图13箭头2方向进行硬度梯度检测,每隔0.2mm 取一个检测点,硬度曲线如图15所示㊂在焊渣区域任取1点为测试起点(坐标位置0点),距离起点0.2mm 位置处为焊渣区域,该区域硬度最大321HB ㊂从位置0.2mm 点开始,硬度快速下降㊂距起点位置0.2~0.4mm 区域为焊渣热影响最大的区域,最低硬度为137HB ;距起点位置0.4~0.6mm 区域硬度逐步上升,位置0.6mm 点硬度152HB ,接近母材硬度(ȡ150HB ),焊渣热影响区域在0.2~0.6mm 范围㊂从故障件分析来看裂纹有沿焊渣扩展趋势,焊渣对本次故障可能会有一定的影响,但不是关键影响因素㊂图15㊀焊渣热影响区硬度梯度通过以上分析,导致失效的主要原因是道路试验工况整车X 方向作用力大,后壳盖承载能力不足,需要对壳盖的材料进行重新选型㊂4㊀解决措施及验证根据路谱采集的结果,后壳盖材料选择热轧板SAPH440,屈服强度不小于305MPa ,抗拉强度不小于440MPa ㊂按照图12方式进行台架验证,完成80万次循环后,检查后壳盖是否开裂㊂原状态试样在完成80万次台架循环,后壳盖出现开裂;新材料试样,完成80万次循环,后壳盖未开裂,继续进行台架试验至185次循环,试样无裂纹,试验停止㊂台架试验寿命至少提升1.3倍以上,新状态样件也顺利通过整车道路试验考核㊂5㊀结束语综上所述,后壳盖失效是在整车X 向作用力下,后壳盖强度不足引起的㊂在实际工作中,后壳盖通常与桥壳壳体一起组成总成件,按行业标准‘QC /T533 1999㊀汽车驱动桥台架试验方法“中驱动桥桥壳垂直弯曲疲劳试验进行验证,往往忽略了来自整车X 方向作用力的台架验证㊂本文阐述的后壳盖开裂是典型的失效案例,通过道路试验路谱采集和台架试验对标分析,可建立适用企业设计研发用的台架验证标准,为今后零部件开发提供理论依据,在设计初期就考虑到类似风险并规避,提高开发效率㊂参考文献:[1]刘惟信.汽车车桥设计[M].北京:清华大学出版社,2004.[2]李亚江.焊接冶金学[M].北京:机械工业出版社,2007.[3]刘春廷.材料力学性能[M].北京:化学工业出版社.2009.[4]邓开豪.汽车桥壳焊缝漏油原因分析及改进措施[J].装备制造技术,2008(4):131-132.[5]李晓丽,王俊杰,路强.汽车驱动桥后盖焊缝㊁渗油漏油原因分析及改进措施[J].汽车实用技术,2015(7):110-111,116.。
汽车后桥壳开裂的分析与改进
科技与企业 221科技汽车后桥壳开裂的分析与改进【摘要】针对某汽车在丘陵地带矿区路上行驶过程中出现故后桥壳一侧弹簧座附近、近似垂直于轴向短焊缝末端开裂现象，通过桥壳断口形貌进行了宏微观观察，对桥壳基体进行了组织检查，确定了桥壳的开裂性质，分析了开裂的可能原因并提出改进方向。
【关键词】后桥壳；分析；开裂性质；改进随着汽车底盘技术日新月异的发展，汽车用高强度金属板材的应用与研究已经逐步引起了汽车制造厂商的重视，关于汽车桥壳强度的分析，有必要得到更深层次研究和开发。
1.概述某汽车在丘陵地带矿区路上行驶过程中出现故障，停车分解检查，发现后桥壳一侧弹簧座附近、近似垂直于轴向短焊缝末端开裂。
截止至发现后桥壳开裂时，汽车累计行驶路程为27662km。
故障发现前司机没有发现行车异常情况。
该桥壳为冲焊结构，首先经弯曲对接，然后用CO2气体保护焊焊接成型。
桥壳材料为A510L钢。
2.试验过程与结果2.1外观检查板桥外观及开裂位置均在桥壳的背面，位于弹簧座附近，与车辆的前进方向相反，沿桥壳周向分布；开裂区域未见异常损伤。
2.2断口宏观观察断口的整体形貌显示断口表面较为平整，有少量的塑性变形。
断口上可观察到较为明显的疲劳源区和疲劳弧线，裂纹扩展方向为沿桥壳周向，瞬断区出现了严重的磨损。
源区起源于焊缝区外表面一侧。
为进一步对断口进行观察，将断口放于体视显微镜下进行观察。
桥壳断口的宏观形貌分别见图1。
由图1可以看出，桥壳的源区起源于焊缝外表面一侧，为点源特征。
源区被少量油污覆盖，但仍能观察到明显的疲劳弧线，弧线大小间距不等。
疲劳扩展区所占面积较小，而在整个断口上瞬断区所占面积较大，瞬断区大部分区域都因磨损而呈现光亮。
2.3断口微观观察将断口经超声波清洗后放入扫描电镜下观察。
桥壳断口低倍形貌见图2a，源区的局部放大图见图2b。
从图中可以观察到明显的疲劳弧线。
源区旁边是焊缝区，该区域存在较为严重的磨损，应为桥壳开裂后形成，见图2c。
驱动桥壳有限元结构分析
第1章绪论驱动桥壳是汽车的主要零件之一，作为主减速器、差速器和半轴的装配基体，它是汽车的主要承载件和传力件，支撑着汽车的荷重，并将载荷传给车轮。
在实际行使中，作用在驱动车轮上的牵引力、制动力、横向力，也是经过桥壳传到悬挂及车架或者车厢上的。
同时，驱动桥壳的使用寿命直接影响汽车的有效使用寿命。
因此，合理地设计驱动桥壳，使其具有足够的强度、刚度和良好的动态特性，减少桥壳的质量，有利于降低动载荷，提高汽车行驶平顺性和舒适性。
1.1国内外研究现状过去工程师在对简单机械结构进行分析时，都要进行一系列的简化与假设，再采用材料力学、弹性力学或塑性力学的理论进行分析。
随着工业技术的迅速发展，有越来越多的复杂结构，包括复杂的几何形状、复杂的受力状态等问题需要去分析研究，而在工程实际中，这些复杂的问题往往不能求出它们的解析解。
[1]要解决这些问题通常有两种途径：一是试验法，通过提出一定假设，回避一些难点，对复杂问题进行简化，使之成为能够处理的问题[2]。
然而，由于太多的简化和假设，通常会导致极不准确甚至错误的解答。
因此，另一种行之有效的途径就是尽可能保留问题的实际状况，寻求近似的数值解。
而在众多的数值方法中，有限元分析法因其突出的优点而被广泛地应用。
经过半个多世纪的实践，有限元法已从弹性力学平面问题扩展到空间问题、板壳问题；从静力问题扩展到动力问题、稳定问题和波动问题；从线性问题扩展到非线性问题；从固体力学领域扩展到流体力学、传热学、电磁学等其他连续介质领域；从单一物理场计算扩展到多物理场的耦合计算[4]。
它经历了从低级到高级、从简单到复杂的发展过程，目前已成为工程计算最有效的方法之一。
2001年，重庆大学的褚志刚等学者对某后桥壳进行了静强度分析计算，结果表明该后桥壳静态分析的应力分布合理，在实际破坏区域内的静态应力很小，但分析结果与该车在实际道路试验中的破坏不相吻合。
通过模态分析发现，其前九阶频率与路面谱频率范围重合，模态振型尤以后背盖与上下壳体的焊接处、半轴套管内端直径渐变处、上壳体倒圆处的变形较大；当桥壳和弹簧系统在垂直激励作用下时，即通过动态响应分析法，找出桥壳上的动应力集中区，确认破坏的确切位置，与实际情况相吻合。
重型商用车驱动桥总成的检修
封配合处轴颈磨损后亦可镶套 与 孔 间 的位 置 精 度 。 主 减 孔产生磨损 ；与轴承配合面产 架输 出动力 的结 构形 式 ，所 以
修 理。
件 、轴类零件 、轴承类 。尤其是当 焊接应力与变形 ，焊接 时通常 通过崎岖不平的路面或紧急制 应采取 以下工艺措施 ：焊接前
动时。由于车轮与地面间所产 应在裂纹端部钻直径为５ ｍｍ的
驱动桥壳体的主要故障 生的冲击载荷与峰值应力更易 止 裂 孔 ；沿 裂 纹 开 成 ６ ～ ０
响较大的部位 ；二是应选在非
重要部位 ；三是应选在不易产
生应力集中的部位 。加热温度
一
般 为３ ０Ｃ ０ ｏ 左右。最高不得
驱 动桥 总成 的检 修
驱鍪 耋
壳体类零件作 为驱动桥各
超过７ ０Ｃ。以防因材料晶粒 ０￣
组织改变而影响桥壳的强度与 刚度。
其次 ，驱动桥桥壳是否有 桥壳的主要故障是前驱动 裂纹 ，可用磁力探伤等无损探
器） 、轮边减速器 总成 、制动 和作业能力，因此及时预防和 桥壳的受力大而且复杂，一般 用高强度 低氢型焊 条进行修
钳 以 及 全 浮 式 左 右 半 轴 等 部 排除各类常见的早期故障就显 在满载行驶等工况中。桥壳承 复。为了增加焊接强度 ，减少
分 组成。总体来说一般可 以 得极 为重要 。 分为壳体 类零件 、齿轮 类零
散装零部件的重要支撑体，是 桥 壳体 产生变形 与裂纹 ，其 伤法进行检验 ，由于桥壳体积
成部分 ，处于传动 系统 的末 驱动桥的基本骨架。在驱动桥 次是处于桥壳 的轮边减速 较大 ，可将探伤机探头引出对 ． ｐ ，ｎ ｚ ｉ ￣ 端 ，其主要功用是将传 动轴 中，壳体类零件主要包括桥壳 支撑轴轴承安装处配合面的磨 桥壳进行分段检验。无探伤设 传来的扭矩分配给左、右驱动 壳体 、主减速器壳体 、差速器 损。通常在前后桥壳体相同的 备 时，亦可用敲击听声音法或 轮。实现降速以增大扭矩 ，并 壳体 、轮边减速器壳体四类典 情形下 。由于前驱动桥壳的工 渗 油 法进 行检验 。裂 纹检 查 时 使两边车轮具有差速功能；此 型壳体。任何壳体类零件出现 况远比后桥壳恶劣，因而桥壳 可不必在所有部位上进行 ，而 外。重型商用车驱动桥承受着 微小故障或壳体细微变形均可 的开裂多集中在前桥 ，因此， 应 着 重在 可能产 生应 力集 中与
驱动桥构造实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解并掌握驱动桥的基本构造和工作原理。
2. 通过拆装实验，熟悉驱动桥各部件的装配顺序和连接方式。
3. 学习驱动桥的维护和故障排除方法。
二、实验原理驱动桥是汽车传动系统的重要组成部分，其主要功能是将发动机输出的扭矩传递到车轮，实现车辆的行驶。
驱动桥由主减速器、差速器、半轴、桥壳等部件组成。
本实验主要针对轮式汽车的驱动桥进行拆装和构造分析。
三、实验设备与材料1. 轮式汽车驱动桥2. 拆装工具3. 检测设备4. 相关资料四、实验步骤1. 观察驱动桥整体结构观察驱动桥的整体结构，了解其主要组成部分，包括主减速器、差速器、半轴、桥壳等。
2. 拆装主减速器（1）拆卸主减速器盖板：使用专用工具拆卸主减速器盖板，取出内部齿轮和垫片。
（2）拆卸主减速器齿轮：拆卸主减速器齿轮，观察齿轮的磨损情况。
（3）拆卸主减速器轴承：拆卸主减速器轴承，检查轴承磨损情况。
3. 拆装差速器（1）拆卸差速器壳体：使用专用工具拆卸差速器壳体，取出内部齿轮和垫片。
（2）拆卸差速器齿轮：拆卸差速器齿轮，观察齿轮的磨损情况。
（3）拆卸差速器轴承：拆卸差速器轴承，检查轴承磨损情况。
4. 拆装半轴（1）拆卸半轴：使用专用工具拆卸半轴，观察半轴磨损情况。
（2）拆卸半轴轴承：拆卸半轴轴承，检查轴承磨损情况。
5. 组装驱动桥按照拆卸的相反顺序，将驱动桥各部件组装起来。
6. 检测驱动桥使用检测设备对驱动桥进行检测，确保各部件装配正确，无磨损现象。
五、实验结果与分析1. 主减速器齿轮磨损情况：观察主减速器齿轮磨损情况，发现齿轮表面存在磨损痕迹，说明主减速器齿轮存在磨损现象。
2. 差速器齿轮磨损情况：观察差速器齿轮磨损情况，发现齿轮表面存在磨损痕迹，说明差速器齿轮存在磨损现象。
3. 半轴轴承磨损情况：检查半轴轴承磨损情况，发现轴承磨损较严重，需要更换。
4. 驱动桥装配情况：组装后的驱动桥各部件装配正确，无磨损现象。
六、实验结论1. 驱动桥是汽车传动系统的重要组成部分，其构造和性能对车辆行驶性能有很大影响。
微型汽车后桥半轴力学分析及断裂分析
轴的头部商径很大，另一端花键处到 轴承安装处直径相对很小，如果采用整体 锻造在头部镦出巾１２４直径是很困难的成
本也较高。所以采用摩擦对焊的工艺对截 面选在弯曲力矩很小的地方。另外在图ｌ所 示的区域进行中频表面淬火，表面硬度 ＨＲＣ５０一６０心部硬度ＨＲＣ２５—３２，这样可以 提高疲劳强度。半轴材料采用４５号钢。
万方数据
科技创业家ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ Ｐ１０ＮＥＥＲｓ
１ ４９
有纵向力和侧向力作用，所以半轴只受垂 向弯矩：
垂向力Ｆ，，最大，纵向力Ｆ。，＝Ｏ，侧向力 Ｆ，，＝０：此时垂直力最大值Ｆ，：为：
Ｆ：２Ｌ＝Ｆ：２Ｒ＝Ｋ（Ｇ ２／２一ｇ。）＝８０７ｌ（Ｎ） 其中Ｋ为动载系数Ｋ＝１．８，
而魄ｒ＝足ב２￡×６＝２８２．４９（Ｎ’ｍ）
该半轴按照工艺规范生产并检验合格 后装车。在试车过程中发生断裂，对断裂件 的原材料成分进行了光谱分析，其结果符 合有关技术标准，为弄清楚该半轴早期断 裂的原因，本文对其硬度、显微组织、宏观 及微观端【Ｊ进行了研究。 ３．１试验方法
首先ｌ记录并分析断口宏观形貌，然后 用酒精等将端口表面清洗干净．用扫描电 子显微镜做断ｕ微观形貌分析，用光学显 微镜对半轴表层和心部显微组织进行研 究，｜一ｌ时测定了其硬度。
４结论 ４５＃汽车后桥半轴中存在较多的铁素
体是造成半轴疲劳断裂的原因。应该在生 产中找出造成调质淬火工艺温度不正确的 原因，并予以改正，使后桥半轴的调质组织 和硬度符合技术要求。
（ａ）纵向 （ａ）Ｌห้องสมุดไป่ตู้ｎｇｔｈｗｉｓｅ ｓｅｃｔｉｏｎ
（ｂ）纵向 （ｂ）Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｓｅｃｔｉｏｎ
某车型驱动桥后桥壳开裂分析
某车型驱动桥后桥壳开裂分析某款车型在矿区山路行驶过程中，驱动桥后桥壳在钢板弹簧位置附近发生开裂，有齿轮油渗出，此失效后桥壳为钢板冲压件，通过气体保护焊焊接而成，其主体为上下两半冲压件。
本文主要对失效件断口通过宏观观察、微观分析、金相检测，确定后桥壳开裂性质，分析可能开裂的原因。
标签：驱动桥后桥壳；钢板弹簧；开裂；断口分析驱动桥后桥壳是汽车重要的组成部分，它不但支撑着汽车的重量，将载荷传递给车轮，还承受制动工况、驱动工况、横向工况、纵向工况及上下跳工况产生的力或力矩，并经悬架传递给车身或车架。
在汽车行驶过程中，由于道路条件的千变万化，桥壳受到车轮与地面间产生的冲击载荷影响，可能引起桥壳变形或开裂，甚至断裂，因此驱动桥后桥壳应具有足够的强度和刚度。
同时其内部装有减速器、差速器、车轮传动装置及齿轮油，不但可以保护上述零部件受到外界的破坏，还可以通过内部的齿轮油润滑零部件之间的摩擦，降低零部件摩擦产生的温度，提高其寿命，所以合理的设计制造驱动桥后桥壳是提高汽车行驶稳定性和操作性的重要措施，如驱动桥后桥壳失效，会影响整车操稳，甚至发生交通事故，威胁生命。
某款车型在矿区行驶过程中，驱动桥后桥壳开裂，对失效件进行分析，结果如下：1 宏观观察驱动桥后桥壳外观及开裂位置见图1，桥壳的开裂位置在桥壳背面，位于钢板弹簧支座附件，与车辆前进方向相反，沿桥壳周向分布，后桥壳表面为电泳黑漆处理，开裂区域附件未见撞击、磕碰等异常损伤。
在后桥壳上截取失效位置，外观见图2。
图1 后桥壳整体结构图图2 失效样件外观观察断口形貌，发现断口表面较为平整，有少量的塑形变形，端口上可观察到较为明显的疲劳源区和疲劳弧线，裂纹扩展方向为沿后桥壳周向，瞬断区出现了严重的磨损，后桥壳源区起源于焊缝区外表面一侧。
为进一步对断口进行观察，将断口放于显微镜下进行观察，后桥壳源区起源于焊缝外表面一侧，为点源特征，源区被少量油污覆盖，但仍能观察到明显的疲劳辉纹，辉纹大小间距不等。
驱动桥壳断裂的失效分析
局部偏多 ，根据 Ｇ ／ ０ ６ ＢＴ１５ １钢中非金属 夹杂 物含量 的测定标 准评级 图 显 微 检 测 法 ， Ｄ类 ２级 （ 图 ４ 。 为 如 ）
常断裂 。 桥壳工艺过程为 ： 冲压成型一 抛丸强化一焊接 ， 材料为 ５ ０ １Ｌ汽 车用热连轧结构钢板（ 主要机械性能见表 １ ｏ 表１ 桥壳材料主要机械性能
牌号 抗 拉强度 下屈 服强度 断后伸长率 １０ 弯曲试验弯 ８。 Ｒ ＭＰ ｍ． ａ Ｒ Ｌ ＭＰ ｅ， ａ Ａ． ％ 心 直 径 为 ３ｍｍ ５
５ｌ Ｌ Ｏ ５ｌ Ｏ～６１ ０ ≥３ ５ ５ ≥２ ４ ０５ ．ａ
１试 验 与分 析 ． １１断 口初步宏观分 析 ．
２ ．射水泵进空气时 ， ．４ ５ 开启空气门排尽空气 。
２５ ．． ５射水抽气器故障时 ， 应倒为备用射水抽气器运行。 ２６轴封加热器 的故障原因及 处理 ． ２ ．轴封加热器要保持一定的温度和压力才能正常运行，如进气 ．１ ６ 压力降低 应开大进气 门， 提高气 压 ， 如加热喷嘴前 压力 突然升高 ， 可能 是喷嘴堵塞或运行 中喷嘴结垢 ， 可用铁锤敲击外壳或提高进汽压力冲 洗喷嘴 ， 无效时应倒 为射水抽气器运行 ， 交检修处理 。 ２． ．２轴封加热器汽侧水位升高 时， 引起排汽管 冒水 ， ６ 会 此时应敲击 疏 水 管 ， 效 时应 报 告 班 长 。 无 ２ ． 空 系统 不 严 密 的 原 因及 处 理 ７真 ２ ．真空系统各水封不应该缺水 。 ．１ ７ ２． ．２用蜡烛检查真空系统法兰截 门等处是否严密 ，设法消除不严 ７ 密处（ 拧紧螺丝或用结合膏来堵塞漏气 的地方 ） 。 ２ －凝 汽器 、 ．３ ７ 低压加 热器水 位计 破裂时 ， 应立 即将水位计 上： 下考 克关 闭， 更换水位计 ， 保持负荷稳定 ， 注意凝结水系统压力（ 有压差水位 表的， 可监 视 水 位 表 ） 。 ３结束语 ． 在热力发 电厂实际工作中 ， 影响真空的因素有很多 ， 也很复杂。当 真空下降时 ， 我们一 定要根据现场 的实 际情 况 ， 与有关 的表计相对照 ， 查 明原 因进行处理。 望兄弟单位从这篇文章 中得到启示 ， 到其应有的 达
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针对上述原因，主要改正
的重点是过渡圆角尺寸、外径
尺寸。将过渡圆角半径加大，
由原来的 R1.5 改为 R5，这样
φ274 φ244
避免零件在拉延成型时的应 30
力集中，避免冲压裂纹出现。
加大外径，将最大外圆由 61
φ270 加大到 φ274，后桥 壳
93
最 大 外 圆 由 φ300 加 大 到
摘 要：通过气密性试验来寻找 R101 后桥总成渗油的确切位置，并对渗油处裂纹产生的原因进行剖析，最
终提出解决裂纹源的方法。
关键词：后桥；裂纹；气密性试验；焊接
中图分类号：U463.218；U467.4+95
文献标志码：B
文章编号：1006- 3331（2013）05- 0051- 02
Analysis on Crack Test for Rear Axle Housing Assembly of R101 Drive Axle
从图 1（a）高速环形路面路试时失效桥壳总成上可 以看出，后油盖处存在部分渗油现象。多辆高环路试试 验车后桥的渗油点位置大致相近，且只是在高环重载试 验时才发生渗油，说明该系列桥壳的渗油有一定的共 性，不是个别现象。首先对失效的桥壳进行气密性检验。 气密性试验示意图如图 1 所示。
（a）
（b）
图 1 R101 气密性试验示意图
B- B
1
2
图 2 R101 后桥总成在 1 000 kg 载荷下试验图片
图 3 R 101 后桥总成裂纹 示意图（用 5 倍放大镜）
由于在后桥壳疲劳试验机上没有气密试验机，所以
采用肥皂液对可能的失效点进行检查。通过观察桥壳表
面的气泡情况，来寻找泄漏点，也就是裂纹源。图 3 是用
5 倍放大镜观察到的微裂纹，从中可以清晰地看到桥壳
alyze the causes of the crack in the oil seepage through the air tight test. Finally, the author provides the method of
solving the problem of the sources of crack.
本文论述是以解决 R101 后桥总成在恶劣的高环路 试下桥壳漏油问题采取的加载试验。它是在产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ后期试 制阶段（样桥和试验桥）对失效件找到裂纹源，特别是对 非贯通式裂纹源查找的一种有效方法，同时也是对后桥 壳细微裂纹源查找的确实可行的方法，而且简单易行。 用两个堵头封闭后桥壳总成的内膛，在万能后桥总成试 验台就能完成。该试验方法对后桥壳总成质量问题的判 断和加强设计有良好的作用[4]。
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作者简介：金 辉（1963-），男，工程师；研究方向：产品工艺；现主要从事机械加工工艺工作。
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R20
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客车技术与研究
2013 年 10 月
从气密性试验中可以明显看出，后桥壳总成气密 最终导致在重载情况出现的渗油现象。
性完好并无泄漏量。这就排除了存在贯穿裂纹的可能
A- A
118
A
18 70 R30 R40
φ232.5 59
性，渗油现象可能产生于微小裂纹。 以上试验可以肯定，R101 后桥壳总成在无重载荷
的情况下，气密试验是成功的。联系到渗油的实际情况， 我们猜测桥壳是在重载情况下发生变形，使桥壳裂纹源
a 线上的点 C- C
R5
d线
5
R140
d 线上的点
C
C
a线
B
B
b线
A R270
发生延伸，从而后桥渗油，所以又对加有载荷的后桥壳
DOI:10.15917/ki.1006-3331.2013.05.017
第5期 第5期
客车技术与研究 BUS & COACH TECHNOLOGY AND RESEARCH
No.5 2013
５１
R 10 1 驱动桥后桥壳总成裂纹试验分析
金辉
（合肥美桥汽车传动及底盘系统有限公司，合肥 230051）
另外一个原因是由于 R140 弧面和 φ320 的平面区 域较小（见图 4），导致在焊接过程中焊接热 R5 处热量 聚集，热传导不利[7，10]，将冲压时留下的细微裂纹扩展，
3
（b）
1- F 线上的点；2- R 在 a、b 线间沿 D 线逐渐变化且 R1 的中心在 F 线上； 3- D 线上的点
图 4 R101 后油盖设计图
（下转第 56 页）
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客车技术与研究
2013 年 10 月
表 1 制动试验数据统计表
序号 1 2 3
前轴重 /kg 728
后轴重 /kg 前制动力 /N
360
3 975
3 808
4 370
455
4 215
1 620
5 422
5 610
5 586
后制动力 /N
2 410 2 336 2 498 2 728 2 806 2 855 3 148 3 019 3 356
φ310。这样有利于焊接热及 时传导，避免焊接堆积和焊接 裂纹的产生[7]。如图 5 所示。
图 5 改进后的后油盖 设计图
3 结束语
设计图纸改变后，在 R101 后桥所配整车高环路试 时，渗油现象就再没有发生过。说明通过改进从根本上 消除了产生裂纹的可能性。从此次试验可以看出，每一 个细节都决定着产品的质量，更关乎着消费者的生命 安全。
总制动力 平均值 /N
6 296
7 298
8 714
计算减速度 道路试验 道路试验减速度
（/ m/s2） 减速度 （/ m/s2） 平均值 （/ m/s2）
5.5
5.3
5.4
5.5
5.6
6.2
6.2
6.3
6.3
6.4
6.7
7.4
6.5
6.6
6.7
两种方法的 测试误差率 /%
+3.6
+1.5
- 12
从测得的制动力，根据牛顿第二定律计算出的加速 度和道路试验得到的速度（FMDD）比较，前两次很接近， 误差达到 5%以内。第三次试验偏差较大，达到了 12%。 原因是在第三次试验时，在惯性力的作用下，后轮部分 轴荷向前轮转移，后轮与地面摩擦力小于制动器的制动 力，后轮出现了打滑，导致制动减速度减小。
Jin Hui
（Hefei AAM Automotive Driveline & Chassis System Co., Ltd, Hefei 230051, China）
Abstr act：The author mainly finds out the exact positions of the oil seepage in the R101 rear axle assembly and an-
3 结束语
通过对我国普遍使用的反力滚筒式汽车制动试验 台的结构和测试时的受力分析，找出了试验设备存在的 固有问题，并提出了改进措施。这样便使文献[2]两种检 测方法的试验结果趋于一致。
参考文献： [1]《汽车工程手册》编辑委员会.汽车工程手册：基础篇[K].北
京：人民交通出版社，2001. [2] GB 7258- 2012 ，机动车安全运行技术条件[S].北京：中国标
与汽运，2002，（5） 修改稿日期：2013- 06- 22
：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：： （上接第 52 页）
参考文献： [1] GB/T 12678- 1990，汽车可靠性行驶实验方法[S].北京：中国
标准出版社，1990. [2] 中国定远实验场汽车产品定型可靠性实验规程[S]. [3] 刘惟信.汽车设计[M].北京:清华大学出版社，2001.7. [4] 蔡兴旺.汽车构造与原理[M].北京：机械工业出版社，2010.1. [5] 于爱兵.材料成型技术基础[M].北京:清华大学出版社，2010.4. [6] 束德林.工程材料力学性能[M].北京:机械工业出版社，2003.7.
Key wor ds: rear axle; crack; air tight test; welding
我公司最近对 R101 系列后桥在整车试验场高环路 试时，发现了微量的渗油现象[1]。为了研究其渗油本质原 因，本部门进行了细致的研究。
在产品开发初期，我们会对设计的产品，除结构设 计和对主要参数进行计算外，同时还要对产品结构和工 艺性进行评审，必要时还要利用 UG 或 ANSYS 进行有 限元仿真分析。在 UG 或 ANSYS 中进行有限元分析是 一种仿真，虽然在开发初期可以作为工具对产品的失效 进行分析，但在软件中对其施加的载荷和边界条件与后桥 的实际工况有一定的差别，特别是对于恶劣的行驶状况， 很难在软件中将其真实地模拟出来。同时由于我国在有限 元分析应用上与国外先进国家有一定差距，这方面的专业 人才特别是在企业还很缺少。所以，在有些产品开发设计 时，特别是在试制阶段，很难避免失效件的产生[2- 3]。
运，2003，（4） [7] 葛在.反力式制动试验台的性能测试[J].中国公路学报，1997，
（2） [8] 蔡键.关于反力式滚筒制动试验台检测制动力的探讨[J].交