汽车后桥板簧的断裂分析

合集下载

汽车钢板弹簧的常见故障及使用注意事项

汽车钢板弹簧的常见故障及使用注意事项

汽车钢板弹簧的常见故障及使用注意事项作者:江联营来源:《驾驶园》2008年第06期汽车钢板弹簧的主要作用是缓冲与吸收车辆行驶中受到的冲击和振动,保证各种力的传递。

很多司机朋友往往不注意对钢板弹簧的检查维护,如果平时不能正确使用和保养,就会出现故障从而影响车辆的正常行驶。

一、钢板弹簧的常见故障有以下三种:1、钢板弹簧断裂汽车没有偏载,轮胎气压正常且无不均匀磨损,但在行驶时有跑偏倾向。

将空载汽车停放在平坦地面上,发现汽车向一侧倾斜,可以判断较低的一侧是钢板弹簧断裂。

清除钢板弹簧表面的泥土、污垢后,即可查明裂纹情况。

造成钢板弹簧断裂的主要原因有:(1)U型螺栓上螺母松动;使螺栓产生塑性变形或断裂,最终导致钢板弹簧在使用中发生断裂故障;(2)钢板弹簧片间缺乏润滑或锈死;(3)钢板弹簧中心螺栓松动或折断;(4)汽车起步过猛;(5)超载行驶,或货物装载不均;(6)钢板弹簧自身有缺陷。

2、钢板弹簧发生撞击异响汽车行驶中,车辆振动增大,钢板弹簧产生明显的撞击异响。

其主要原因有:(1)由于钢板弹簧簧小、衬套、吊环磨损过量,引起配合间隙增大。

汽车在行驶中,会听到底盘发出一种“呱哒、呱哒”的金属撞击声,出现这种情况应进行修理或更换;(2)汽车在正常装载条件下行驶,车架与钢板弹簧之间发生疲劳变形导致其弧高减小。

此时应拆下钢板弹簧,进行校正和热处理以恢复弧高,或者更换新件。

3、钢板弹簧移位行驶途中汽车有明显的车身斜扭或跑偏倾向,转动方向盘时感觉一面轻一面重。

停车测量左右两边轴距发现不符合规定尺寸,表明钢板弹簧发生移位故障。

其故障原因主要有:(1)若钢板弹簧U型螺栓完好,而当用手锤敲击钢板弹簧端头时发生窜动现象,则表明中心螺栓折断,这时应更换螺栓;(2)弹簧钢板U型螺栓与螺母出现松动或螺纹损伤造成脱扣现象。

如果螺栓松动应按规定力矩拧紧;如果螺纹已损坏应更换新件。

二、钢板弹簧的正确使用(1)在安装钢板弹簧片时应当在片间涂上石墨润滑脂,以减轻锈蚀和磨损;(2)车辆使用中要经常检查紧固U型螺栓和中心螺栓,紧固弹簧卡子;定期向钢板弹簧销注入润滑脂;吊耳或定位销磨损后,应及时更换;(3)路过凸凹路段时,应降低车速。

汽车中的板簧的断裂失效分析

汽车中的板簧的断裂失效分析

材料断裂理论与失效分析汽车中的板簧的断裂失效分析专业:材料工程(锻压)类型:应用型姓名:***学号:15S******汽车中的板簧的断裂失效分析引言汽车板簧是汽车悬架系统中最传统的弹性元件,由于其可靠性好、结构简单、制造工艺流程短、成本低而且结构能大大简化等优点,从而得到广泛的应用。

汽车板簧一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁。

在悬架系统中除了起缓冲作用而外,当它在汽车纵向安置,并且一端与车架作固定铰链连接时,即可担负起传递所有各向的力和力矩,以及决定车轮运动的轨迹,起导向的作用,因此就没有必要设置其它的导向机构,另外汽车板簧是多片叠加而成,当载荷作用下变形时,各片有相对的滑动而产生摩擦,产生一定的阻力,促使车身的振动衰减,但是板簧单位重量储存的能量最低,因些材料的利用率最差。

1. 材质是什么?65Mn/低碳钢哪一类合适?材质一般为硅锰钢。

因为碳素弹簧钢因淬透性低,较少使用于汽车中;锰钢淬透性好,但易产生淬火裂纹,并有回火脆性。

因此,硅锰钢在我国应用在汽车的板簧上较为广泛。

65Mn 钢更为合适,因为:低碳钢为碳含量低于0.25%的碳素钢,因其强度低、硬度低而软,又称软钢。

它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢,大多不经热处理用于工程结构件,有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。

低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体,其强度和硬度较低,塑性和韧性较好。

因此可以看出,低碳钢不符合板簧材料高强度和高硬度的要求。

65Mn弹簧钢,含有0.90%~1.2%的Mn元素,提高了材料的淬透性,© 12mm 的钢材油中可以淬透,表面脱碳倾向比硅钢小,经热处理后的综合力学性能优于碳钢,但有过热敏感性和回火脆性。

Mn 是弱碳化物形成元素,在钢中主要以固溶的形式存在于基体中。

一部分固溶于铁素体(或奥氏体),另一部分形成含Mn的合金渗碳体(Fe、Mn )。

Mn还能显著提高钢的淬透性,改善热处理性能,强化基体、降低珠光体的形成温度,细化珠光体的片间距离,从而提高钢的强度和硬度。

板弹簧疲劳断裂原因的分析与改进措施

板弹簧疲劳断裂原因的分析与改进措施

BL客车后钢板弹簧疲劳断裂原因的分析与改进措施田洪森(机电系,北京100044)摘要:本文通过对BL客车后钢板弹簧断裂断口形状、设计应力、原材料及理化性能等方面的分析,找出造成钢板弹簧疲劳断裂的原因,提出了改进的措施,使该钢板弹簧的疲劳寿命达到日本五十铃公司标准的要求。

关键词:钢板弹簧;疲劳断裂;原因分析;改进措施1问题的提出BL客车是对日本五十铃公司BE22客车技术引进、吸收、消化后的一种轻型客车,该客车后悬挂弹性元件是一变刚度钢板弹簧,该种钢板弹簧的优点是在客车空载、满载状态下呈非线性状态,即悬挂在客车空载、满载状态下接近等频性,从而可以提高客车的平顺性,乘客乘坐舒适性,本文通过分析BL客车后钢板弹簧在设计、试制、试验过程中出现非正常疲劳断裂原因分析,提出了改进措施,使其达到了日本五十铃公司BE22客车后钢板弹簧疲劳寿命的标准要求。

2 BL客车后钢板弹簧的结构BL客车后钢板弹簧为一多片半椭圆形且由主、副簧组成的变刚度钢板弹簧,总片数为12片,其中主簧9片,副簧3片,主片片厚为10mm,其余片厚为9mm,采用的弹簧钢为60Si2Mn,其中3~9片端部压延,使钢板弹簧接近等应力梁。

3 BL后钢板弹簧疲劳试验情况3.1 试验标准:按五十铃公司提供的BE22客车后钢板弹簧疲劳寿命试验标准执行即: 1)按实车状态夹紧;2)变形中心:Fa=58.5mm,Fmax=137mm(2.5G),Fmin=20mm;3)振动频率:60-120cpm;4)从产品中随机抽取三架钢板弹簧;5)疲劳寿命:疲劳循环次数3≥20万次。

3.2 试验设备:钢板弹簧疲劳试验机。

3.3 疲劳寿命试验结果如下:4对钢板弹簧疲劳断裂原因分析根据以上试验结果可以看出,疲劳断裂的簧片均在第7片且同在钢板弹簧的大卷耳端,且位置距钢板弹簧中心螺栓距离也差别不大(138、142、150),说明该钢板弹簧在此处存在规律性疲劳断裂源,而非偶然原因造成的,下面根据疲劳断裂试验结果及设计、生产过程对钢板弹簧疲劳断裂的原因进行分析。

汽车钢板弹簧断裂分析方法

汽车钢板弹簧断裂分析方法

汽车钢板弹簧(下简称:板簧)是汽车关键的弹性元件,主要功能是当 路面对轮子传输冲击力时,钢板产生变形,起到缓冲、减振的作用,纵向布 置时还具有导向传力的作用。在路试和正常的使用中会偶发板簧断裂现 象,在排除设计原因导致产品强度不够导致断裂的前提下,为查找到断裂 的根本原因对其分析过程进行详细诠释。
一、断裂宏观微观分析 1、断裂位置 常规的板簧断裂位置为 U 型螺栓夹紧位置附近,此种断裂多为板簧寿 命达到极限,因板簧在设计过程中此区域为应力最大区(除等应力板簧)。 板簧中心孔发生断裂,此种断裂多为对板簧的夹紧出现松动,中心孔为 U 型螺栓夹紧的范围内,此段通称为无效段,因 U 型螺栓夹紧后此段不受到 任何力的作用,但是当 U 型螺栓夹紧段发生松动后,此段将后受到外部传 来的应力,而中心孔位置本身就是“缺陷”位置,故会产生应力集中,从而导 致板簧发生断裂,此种断裂多数不为板簧本身质量问题。板簧其他位置发 生断裂,这种断裂通常为异常断裂,或因产品本身质量问题导致断裂,或因 外部原因导致板簧产生缺陷导致断裂。 2、断口周围情况 对断口周围进行初步观察,查看断口的凹面和凸面是否存在缺陷,如 凹坑、灼烧等,这些缺陷很有可能是导致板簧断裂的根本原因,很多公司都 发生过因其他原因导致板簧表面产生凹坑,从而导致板簧断裂的案例,故 断口周围情况的调查了解是很重要的,应引起重视。 3、断口宏观分析 观察断口的断裂纹路,查看是否存在断裂的疲劳源点区(A 区)、稳态 扩展区(B 区)、失稳扩展区(C 区)、瞬间断裂区(C 区)。A 区为疲劳源点区, 此处有较明显的扇形贝纹线,贝纹线中心为疲劳裂源点,应力集中形成点 在这个位置,受到较大交变应力后,此处应力集中源点处出现先期细小疲 劳微裂纹,且渐次疲劳持续后,形成贝纹扩展;B 区为稳态扩展区,约占整 个断裂面积的近 1/2。表示该板簧在持续路试耐久试验中,承受了持续较大 拉伸压缩交变应力后,晶粒产生位错滑移,并出现点型疲劳脊状形态;塑料 变形明显;疲劳特殊明显;C 区为失稳扩展区,约占整个断裂面积的近 1/4。 表示该处承受持续拉伸交变应力后,失稳扩展,塑性变形不明显,晶粒组织 变形均匀平滑;D 区为瞬间断裂区,板片边缘锐边,面积非常小,说明组织 韧性较好,失稳后,瞬间撕裂。 4、断口微观分析 一般为用扫描电镜观察断口的微观特征,进一步的确认断口出的应力 集中点,及断裂裂纹。微观分析的主要作用是初步判断断裂的一个物理过 程,是对宏观分析的一个诠释和补充,目的是确认断裂源及断裂纹路。 二、硬度、金相、脱碳层的分析 硬度、金相、脱碳层的分析主要是对产品热处理结果的一个分析,热处 理是将固态金属采用适当的方式进行加热 、保温和冷却以获得所需组织 结构与性能的工艺。因此板簧的热处理对其使用寿命起着至关重要的作 用,故充分的分析热处理情况可以有效的查找板簧存在的质量问题,从而 查找板簧断裂的主要原因。 1、硬度分析 硬度指“固体材料抗拒永久形变的特性”,热处理后板簧得到什么样的 组织,则产品就会有什么样的硬度,一般淬火硬度要求逸58HRC,回火硬度 要求 40.5耀47HRC,得到的板簧要求硬度合格且均匀。如果硬度偏高,则板 簧的脆性过大,在收到较大冲击的时候,板簧的塑形变形承受能力相对较 小,易导致早期断裂。 如果硬度偏低,则板簧的塑形过大,俗称板簧过软,在不断地受到振动 冲击中,板簧易被压趴,导致板簧作用失效,从而导致断裂。如果硬度不均

钢板弹簧单边折断

钢板弹簧单边折断
总结词
焊接修复是一种常见的钢板弹簧单边折断修复方法,通过将断裂部分焊接在一起,实现修复。
详细描述
焊接修复具有操作简单、成本低廉的优点,适用于小范围、小尺寸的钢板弹簧断裂。然而,焊接过程中可能造成 钢板局部变形,影响钢板弹簧的平整度和刚度。此外,焊接质量受操作人员技能水平影响较大,需要经验丰富的 焊接工人进行操作。
钢板弹簧的断裂会影响车辆的制动 性能,特别是在紧急制动时,可能 导致制动距离延长。
承重能力
钢板弹簧是车辆承重的主要部件之 一,单边折断会降低车辆的承重能 力,影响货物运输和乘坐舒适度。
02
钢板弹簧单边折断原因分析
材料缺陷
01
钢板弹簧材料本身存在缺陷,如 夹杂物、气泡、裂纹等,这些缺 陷降低了材料的力学性能,容易 引发断裂。
道路状况不佳,如颠簸、坑洼等,会导致钢板弹簧承受额外的冲击和振动,从而 增加断裂的可能性。
载荷分布不均
钢板弹簧在承载过程中,如果载荷分布不均,会导致部分钢 板过载或欠载,从而引发断裂。
钢板弹簧的设计不合理,如长度、曲率半径等参数不合适, 也会导致载荷分布不均,增加断裂的风险。
03
钢板弹簧单边折断预防措施
材料质量控制
01
02
03
选用优质材料
确保钢板弹簧所用的材料 质量可靠,具有足够的强 度和耐久性,以降低断裂 的风险。
严格控制材料成分
对材料的化学成分进行严 格控制,确保各成分含量 符合标准要求,以提高材 料的综合性能。
进行材料检验
对采购回来的材料进行质 量检验,确保材料质量符 合要求,防止不合格材料 流入生产环节。
定期维护保养
对钢板弹簧进行定期维护 保养,清除表面污垢、锈 迹和杂物,保持其良好的 工作状态。

基于汽车钢板弹簧断裂失效研究

基于汽车钢板弹簧断裂失效研究

基于汽车钢板弹簧断裂失效研究摘要:汽车是我们日常生活中常见的一个交通工具,为人们出行提供了很多便捷,而钢板弹簧是汽车悬架系统中的重要零件,倘若其出现问题,会对驾驶人员带来一定的影响。

其中致使汽车钢板弹簧断裂失效的原因,也来自方方面面,本文则主要针对弹簧断裂失效的主要形式进行了分析,同时也提出一些可行的改进方法,希望以此来确保钢板弹簧处于有效状态,这不仅可以保障车辆的安全性和可靠性,也可以极大的降低安全事故的发生概率。

关键词:汽车;钢板弹簧;断裂失效;研究前言:社会经济的发展促进了我国汽车行业的发展,而汽车也成为人们生活中不可缺少的一部分。

通常情况下,车辆在正常行驶时,会受到自身震动或者是外部因素的影响,而致使钢板弹簧出现一些问题,其中当应力超过钢板弹簧自身承受能力时,就会出现断裂而失效,这难以保障驾驶人员的生命安全。

因为作者多年从事钢板弹簧的质量检测及失效分析,所以根据自身工作经验提出几点改进方法,希望以此来尽量避免钢板弹簧断裂失效问题的出现,切实保障驾驶人员的生命安全。

1.汽车钢板弹簧断裂失效主要形式1.中心孔失效现阶段,汽车钢板弹簧断裂失效的形式很多,具体从以下进行分析。

第一,中心孔失效,中心孔本身就是钢板弹簧最为脆弱的部分,一旦其失效,就会导致车辆过程中出现诸多问题,严重者还会引发安全事故[1]。

致使中心孔失效的原因,可能是由于螺栓松动,造成弹簧承受的作用力被汇聚到中心孔,也可能是由于其他原因,比如:当中心孔的承受力的表面积变小时,也会致使其产生裂纹,此时的钢板弹簧会失去作用,这会影响到汽车的正常行驶,针对此类问题我们要采取措施进行处理。

1.板簧卷耳失效板簧卷耳失效,也是汽车钢板弹簧断裂失效的一个主要形式,他对驾驶人员所带来的影响也比较大。

汽车在行驶过程中难免会遇到各种摩擦力或者是外力的碰撞作用,导致板簧卷耳处于失效的状态,致使此类问题出现的原因,我们从以下分析:第一点,可能是由于驾驶人员在驾驶过程中因操作不规范,例如急停或快速换挡引起汽车非正常窜动,长期之后会致使板簧卷耳处于失效状态,很难保障车辆运行的平顺性。

汽车中的板簧的断裂失效分析

汽车中的板簧的断裂失效分析

材料断裂理论与失效分析汽车中的板簧的断裂失效分析专业:材料工程(锻压)类型:应用型姓名:***学号: 15S******汽车中的板簧的断裂失效分析引言汽车板簧是汽车悬架系统中最传统的弹性元件,由于其可靠性好、结构简单、制造工艺流程短、成本低而且结构能大大简化等优点,从而得到广泛的应用。

汽车板簧一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁。

在悬架系统中除了起缓冲作用而外,当它在汽车纵向安置,并且一端与车架作固定铰链连接时,即可担负起传递所有各向的力和力矩,以及决定车轮运动的轨迹,起导向的作用,因此就没有必要设置其它的导向机构,另外汽车板簧是多片叠加而成,当载荷作用下变形时,各片有相对的滑动而产生摩擦,产生一定的阻力,促使车身的振动衰减,但是板簧单位重量储存的能量最低,因些材料的利用率最差。

1.材质是什么?65Mn/低碳钢哪一类合适?材质一般为硅锰钢。

因为碳素弹簧钢因淬透性低,较少使用于汽车中;锰钢淬透性好,但易产生淬火裂纹,并有回火脆性。

因此,硅锰钢在我国应用在汽车的板簧上较为广泛。

65Mn钢更为合适,因为:低碳钢为碳含量低于0.25%的碳素钢,因其强度低、硬度低而软,又称软钢。

它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢,大多不经热处理用于工程结构件,有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。

低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体,其强度和硬度较低,塑性和韧性较好。

因此可以看出,低碳钢不符合板簧材料高强度和高硬度的要求。

65Mn弹簧钢,含有0.90%~1.2%的Mn元素,提高了材料的淬透性,φ12mm 的钢材油中可以淬透,表面脱碳倾向比硅钢小,经热处理后的综合力学性能优于碳钢,但有过热敏感性和回火脆性。

Mn是弱碳化物形成元素,在钢中主要以固溶的形式存在于基体中。

一部分固溶于铁素体(或奥氏体),另一部分形成含Mn的合金渗碳体(Fe、Mn)。

Mn还能显著提高钢的淬透性,改善热处理性能,强化基体、降低珠光体的形成温度,细化珠光体的片间距离,从而提高钢的强度和硬度。

某轻型商用车钢板弹簧断裂分析

某轻型商用车钢板弹簧断裂分析

图1 故障板簧断裂位置
因U型螺栓松动导致的断裂多发⽣在中⼼孔处。

常规的板簧断裂位置在U型螺栓加紧位置附近,此断裂多为板
图2 故障板簧断口附近压痕
断口宏观分析
从断口锈蚀程度可以看出,断裂板簧后端
图3 断裂板簧后端
图 断裂板簧前端
图 断口分析
. 化学成分
失效板簧材料及规格为50CrVA ,14×70平扁。

取样做 化学成分、夹杂物分析
. All Rights Reserved.
图 故障板簧硬度检测图 故障板簧⾦相检测
. 脱碳层分析
板簧经热处理后,脱碳层深度不应超过表5的要求,否则会影响板簧的疲劳寿命。

. All Rights Reserved.
表5 脱碳层检测要求
图 故障板簧脱碳层检测图 故障板簧表⾯喷丸覆盖率。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

汽车后桥板簧的断裂分析
摘要:整车可靠性耐久道路试验中,后桥板簧是重要试验验证对象,是影响整车性能的重要因素之一。

本文通过对耐久性道路试验中的后板簧断裂现象,应用设计复核、宏观分析、微观分析、金相分析、硬度检测等技术手段开展分析判断,阐述了后桥板簧表面凹坑缺陷、后悬架无减振器是造成板簧早期断裂的关键及实施优化的设计方案,为后续车型开发提供必要的经验积累。

关键词:汽车后桥板簧断裂
前言
板簧是汽车悬架系统的弹性元件,具有可靠性好、结构简单、制造工艺流程短、成本低等优点。

车板簧一般是由若干片不等长的簧片组成,簧片按照一定的组合方式使得板簧呈现线性或非线性弹性特征,在悬架系统中起到缓冲作用。

汽车在非平整路面上行驶时,在交互冲击载荷作用下,各片板簧有相对的滑动而产生摩擦,产生一定的阻力,促使车身的振动衰减。

板簧结构在商用车及轻小型车辆上应用广泛,实际应用场景中,在交变应力下板簧可能发生疲劳和断裂,故板簧应具有较高的疲劳强度和耐蚀等性能。

一、后板簧断裂案例
某汽车后悬架根据该车型的总质量、底盘布置等特点,采用板簧结构,用于连接车身与后桥,且不装后减振器。

主要由三片不等长的钢板弹簧组成,并用夹箍将三片板簧固定,防止各簧片横向错位,在弹簧回弹将力传递给其他片,减少主板簧片的应力。

后悬架采用板簧结构,开发阶段需在试验场进行道路耐久试验验证,试验场给汽车提供各种类型的路面试验条件,满足零件的耐久试验要求。

在可靠性耐久道路试验中,3台试验车均出现了后钢板弹簧断裂的情况,在第一片到第三片板簧均有发生断裂情况。

二、后板簧断裂原因探讨
为确定后桥板簧断裂的根本原因,应用设计复核、金相分析、硬度检查等技术手段开展分析。

1、设计复核
应用CAE软件对板簧设计进行复核,对板簧应力分析结果与已量产车型进行横向对比,
根据分析结果并结合设计经验,板簧设计满足设计要求。

按汽车行业标准QC/T 29035-1991
对板簧进行强度台架测试,测试结果均不低于试验标准(板簧的疲劳寿命不小于8万次)。

设计前期该车型未加后减振器,但保留后减振器设计位置。

对有、无减振器状态的左后
减振器安装点位移及位移频次进行测试,测试结果见图1、图2,从图中可以看出有后减振器,满载振动幅度为-30~28.77Hz;无后减振器,满载振动幅度为-43.6~28Hz,在各幅度振
动中,频次明显比有减振器增多。

可见后悬架无减振器对振动有较大影响。

从设计复核得出,车辆无减振
器会对最终
的输出结果
形成较大影
响。

2、理化检验
2.1宏观分析
根据板簧断口宏观形貌,断口表面有明显的“贝壳纹状”
疲劳纹,呈典型疲劳断口形貌,“贝壳纹状”汇聚处为疲劳源
区,疲劳源区有多条疲劳台阶,为典型多源性疲劳断裂形貌,
疲劳源区附近断口表面已经被锈迹覆盖,箭头方向为断裂方向。

2.2微观分析
图3是板簧断口形貌,也是SEM分析示意图,分为A1至A4等区域进行扫描电镜分析。

图4中A1形貌图,A1区域断口表面已基本被锈迹覆盖,小部分可见形貌为疲劳辉纹特征,
疲劳源区内表皮发现有凹坑缺陷,黄色箭头为裂纹扩展方向。

A2区域断口表面已基本被锈迹覆盖,该区外表面区域也发现有凹坑缺陷。

A3区域断口
形貌为疲劳辉纹特征,黄色箭头是裂纹扩展方向。

A4区域断口形貌为拉伸韧窝特征,黄色
箭头是裂纹扩展方向。

以上可知板簧断发生了疲劳断裂,与宏观观察一致。

如图4,5.
2.3金相检查
板簧距断口后约20㎜处平行于断口切开,切面做金相分析。

板簧表面发生脱碳,脱碳层深约0.09㎜,根据《GB/T1222-2016》要求≤0.2㎜,板簧疲劳源侧表面发现较多的凹坑缺陷。

芯部金相组织为回火马氏体+少量残余奥氏体,金相组织合格。

2.4 硬度检查
对失效板簧硬度进行检测,结果为45.6HRC、46.1HRC和46HRC,符合技术要求
(41HRC~47HRC)。

以上理化检验中得知,板簧金相、硬度合格。

板簧发生了疲劳断裂,分析认为疲劳源的萌生与板簧表面的凹坑缺陷直接关联。

综上,造成板簧路试过程出现早期和中期断裂原因有:1、后悬架无减振器,理论分析和实际路试测试表明板簧振动频次和幅度明显增大,导致板簧受力频次和幅度增大,对板簧的耐久可靠性存在很大不良影响,是造成板簧前期断裂关键原因。

2、板簧表面存在凹坑,萌生早期疲劳源。

三、设计优化方案及验证结论
基于对板簧发生断裂的根本原因的分析及探讨,在充分考虑改进难度及成本分析的前提下,提出优化设计方案:
1、后悬架增加后减振器,提供辅助减振,降低板簧振动频次和幅度,降低板簧受力和受力频次。

2、加大板簧刚度,降低上极限轮跳。

同时在簧片间增加尼龙隔振垫,以降低应力,提高板簧安全系数。

3、优化板簧生产工艺,减少尖角凹陷。

上述方案实施完成后,重新搭载车辆道路耐久性路试,未再出现后板簧断裂情况,该设计优化方案效果明显,目标达成。

四、结束语
后桥板簧结构具有可靠性好、结构简单、制造工艺要求低且开发周期短、成本有优势而广泛在商用车和轻小型汽车上。

板簧在工作中承受交变弯曲应力,故对板簧的疲劳强度和耐蚀等性能有较高的要求。

本文通过车辆道路耐久性路试出现的后桥板簧断裂问题进行原因分析和探讨,制定有针对性优化方案。

板簧表面凹陷是引起板簧早期疲劳断裂的根源,为达到
板簧良好的表面质量,在生产工艺中应该严格控制表面缺陷。

同时提出板簧的开发,不仅应在整车可靠性耐久道路试验中进行充分验证,更应该在前期开发阶段,通过技术分析软件及台架试验,提前对板簧可能出现的各类故障模式进行模拟分析,在零件设计及结构方面进行必要的优化,减少后期优化成本,达到最优化设计。

[参考文献]
1、雯锋.汽车底盘设计[M].2 版.北京:清华大学出版社,2018.
2、张小荣等.汽车板簧的断裂分析.理化检验—物理分册.2008。

相关文档
最新文档