轿车前横向稳定杆安装处强度改进设计
横向稳定杆异响问题的分析与解决
３ 设 计 分 析
ａ稳 定杆 压块 ：一 端有 长孔 ，另一 端 为平 面 。该 ．
２ ｏ ０１ 年第 １ 期 １
２ ～ ５ Ｎ ・ｍ产 生 的夹 紧 力过 小 ，在 受 稳 定杆 冲 击 １ ２
力 的情 况 下压 块 将 会移 动 。
汽 车 工 艺 与 材 料 Ａ＆ ３ ＴＭ １ ３
．
产 琐 场 搬
在线检 测
左 右
下地 后检 测
左 右
跑扭 曲路 后 检测
左 右 是 否异 响
重新 施 加扭 矩
左 右
再跑验 时 有２ 车还 存 在异 响。 辆
过Ｇ Ａ 曲路 未发 生异 响。 Ｃ 扭
（ ） 稳定杆 压 块 ａ
动 时两零 件将 发生 干涉 ，异 响就 不可避 免。 因此 ，该
设计 存在２ 问题 ：一 是零 件 尺寸 不 合理 ；二是 紧固 个 扭矩 值 设计 的不合理 。
４ 试 验
ａ将稳定杆压块螺栓的紧固扭矩 由目前的２ ～ ５ ． １ ２
Ｎ・ ｍ提 高￣ ２ ５Ｎ ・ ，异 响车 辆 明显 减 少 ，但 Ｊ １５ ３ ｍ
异晌还 存在 。说 明提 高紧 固扭矩 可 以提高 压块 的夹 紧 力 ，见表２ 。
（ ）稳 定杆压 块装 配 ｂ
图２ 稳定杆 压块 及其 装配
ｃ稳 定杆压 块 与支撑杆 支架 的尺 寸设计 见 图３ ． 。
２ ＸＲ ５ ４２
未过坏路
过 坏 路 后
是否 异响
左 右 左 右
生
产 琐 橡
要求ａ＜ｂ 。
实际装 配状 态 ：
ａ ＝６１４±Ｏ． １２５－０． ＝５ ７～６ １ ｍ（ ８ ． ２± ． ． ２５ ９． １ － ３． ｍ Ｍ
某款SUV汽车横向稳定杆结构分析与性能优化研究
某款SUV汽车横向稳定杆结构分析与性能优化研究某款SUV汽车横向稳定杆结构分析与性能优化研究引言汽车行驶过程中，横向稳定性对于驾驶安全和舒适性起着至关重要的作用。
在某款SUV汽车上，横向稳定杆被广泛应用，以提升车辆的操控性能。
本文将对该SUV汽车的横向稳定杆结构进行分析，并提出相应的性能优化方法。
1.横向稳定杆工作原理横向稳定杆位于汽车底盘的前后悬架上，通过连接左右悬架部件，起到平衡车身横向倾斜的作用。
当车辆行驶过弯或踩刹车时，车身会产生一定的横向加速度，横向稳定杆的作用是通过阻碍左右悬挂的相对位移，减小车身倾斜，提高操控稳定性。
2.横向稳定杆结构分析2.1 横向稳定杆位置在该SUV汽车上，横向稳定杆的位置位于前后悬挂系统的连接点处，通过连接悬挂臂等部件，使其平行于车轴并保持一定间距。
2.2 横向稳定杆材料横向稳定杆通常采用高强度合金材料制造，如铝合金。
此类材料具有优异的强度和刚度，可以在保证轻量化的同时提供足够的刚性。
2.3 横向稳定杆形状横向稳定杆的形状通常为圆柱形或椭圆形，这种形状不仅能够提供足够的刚度，还能够降低对车辆空气动力学性能的影响。
3.横向稳定杆性能优化研究3.1 材料优化为提高横向稳定杆的刚性和强度，可以选择更高强度的材料或增加杆的截面尺寸。
此外，通过材料表面处理和热处理等工艺手段，还可提升材料的耐疲劳性和耐腐蚀性。
3.2 结构优化横向稳定杆的结构优化包括两个方面，即增加连接点的刚性和减小杆的重量。
可采取以下措施：增加连接点的连接面积，提高连接点的刚性；在连接点处增加钢板或增加连接栓的截面尺寸，提高连接点的强度；通过优化杆的形状和结构，减小杆的自重。
3.3 运动学仿真优化通过运动学仿真软件对横向稳定杆进行仿真分析，可以获得各种工况下横向稳定杆的受力情况和变形情况。
根据仿真结果，可以进一步优化横向稳定杆的结构和参数，使其具有更好的横向稳定性。
结论某款SUV汽车的横向稳定杆结构对于车辆的操控性能起着重要的作用。
汽车横向稳定杆的参数化分析及优化
汽车横向稳定杆的参数化分析及优化石柏军;刘德辉;李真炎【摘要】对汽车横向稳定杆的几何尺寸进行参数化处理,采用莫尔积分法推导横向稳定杆的侧倾角刚度计算公式并初步校核强度,通过有限元仿真分析验证该方法的可行性;针对某SUV,以侧倾角刚度为优化目标,采用比例系数优化法对该车的横向稳定杆进行优化设计;然后在ADAMS/Car中建立整车动力学仿真模型,以转向盘角阶跃实验验证优化的效果,最后进行整车实验验证.仿真和实验结果表明,侧倾角刚度较大的横向稳定杆更有助于提高汽车的侧倾稳定性,这进一步验证了文中优化设计的可行性.【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(044)006【总页数】8页(P98-104,112)【关键词】车辆工程;横向稳定杆;优化设计;参数化;侧倾角刚度;侧倾稳定性【作者】石柏军;刘德辉;李真炎【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】U270.2当汽车发生侧倾时，两侧悬架之间的相对反向跳动使横向稳定杆受到扭矩的作用，但因受其杆身的扭转刚度的影响，弹性的稳定杆所产生的扭转的内力矩妨碍了悬架弹簧的变形，从而减少了车身的侧倾.国内现有的横向稳定杆参数化设计方法能利用CAD参数化建模功能实现三维模型的自动生成，提高了横向稳定杆的开发效率[1].国外学者曾提出一种主动横向稳定杆，它能根据不同路面情况调节适合的稳定杆刚度，使车辆能兼顾行驶舒适性和操纵稳定性[2].文中通过对横向稳定杆的参数化分析，采用比例系数法对其进行优化，最后在软件仿真和实车实验中证明优化后的横向稳定杆能使整车具有更好的侧倾稳定性.1.1 几何尺寸参数化横向稳定杆是悬架系统的附属部件，其结构形状会根据车辆的不同而变化，从而呈现外观和形状的多样化.尽管每辆汽车的横向稳定杆的大小和形状都不一样，但其外形大体上呈“U”型结构.为了研究方便，可把横向稳定杆的形状作一定的简化处理：忽略横向稳定杆截面形状的变化，把其看作截面为等圆的杆；此外，忽略各种不规则的圆弧过渡，忽略稳定杆与车身相连接的橡胶衬套的变形，认为横向稳定杆整体在同一平面内[3].由于车身的侧倾角度通常很小(在0°～5°范围内)，因此把稳定杆端部的变形看作小变形.综合上述各种假设，可以用几个简单的参数描述横向稳定杆的几何尺寸，从而实现对横向稳定杆的参数化分析.简化后的横向稳定杆模型如图1所示.图1中，C、D点为横向稳定杆与车身或者车架的铰接点，B、H点为稳定杆杆身末端点，A、J点为横向稳定杆杆臂端点.L1为横向稳定杆杆身长度，L2为横向稳定杆与车身或者车架铰接点之间的距离，L为横向稳定杆杆臂长度，θ为横向稳定杆的杆身与杆臂之间的夹角，假定稳定杆的直径为d，通过以上5个参数描述即可确定稳定杆的几何形状，同时可把其几何尺寸进行参数化处理.1.2 侧倾角刚度计算对横向稳定杆进行参数化处理后，便可根据这些参数计算横向稳定杆的侧倾角刚度.横向稳定杆所受载荷为反对称性载荷，据此可知横向稳定杆对称中心的扭转角度为0°，其竖直方向的位移也为0[4].C、D点由于橡胶套筒的约束允许横向稳定杆在这两个位置只能绕着轴线转动和沿着轴线运动.为了计算横向稳定杆的侧倾角刚度，需要先计算A、J点在反对称力F作用下的位移.下面采用莫尔积分法[5- 6]计算横向稳定杆在反对称力F作用下A点的位移.由于横向稳定杆的几何形状呈对称性，受力呈反对称性，因此取其一半进行受力分析即可.假定横向稳定杆的对称点为O点，将该点看作固定端点，根据莫尔积分法原理，分别对稳定杆端点A在力F和单位力作用下进行受力分析.莫尔积分法受力分析如图2所示.横向稳定杆的端点在力F作用下时，AB段受到弯矩作用而变形，BC段受到弯矩、扭矩组合作用变形，CO段也受到弯矩、扭矩组合作用变形.根据受力分析对图2中的AB段分别列出其距端点A的弯矩变量，对BC段也分别列出其距对称中心点O的弯矩与扭矩变量，见表1.根据受力分析，忽略橡胶衬套的变形，忽略CO段在弯矩作用下的微小角位移对BC段造成的位移的影响，设A点的位移为ΔA，E为材料弹性模量，Iz为横向稳定杆截面主惯性矩，G为材料切变模量，Ip为横向稳定杆截面极惯性矩，υ为材料的泊松比，由莫尔积分法可得根据材料力学有G=E/[2(1+υ)]，Ip=2Iz，对式(1)进行积分可得A点相对于横向稳定杆杆身的角位移φ为φA点相对于横向稳定杆杆身的恢复力偶距M为M=F(L1-2Lcos θ)设Kφ为横向稳定杆的侧倾角刚度，联立式(1)-(4)并考虑横向稳定杆工作时为微变形，可得横向稳定杆的侧倾角刚度为Kφ由式(5)可以看到，只要知道横向稳定杆的几何尺寸参数并确定材料特性，便可计算出其侧倾角刚度.在侧倾角刚度作为汽车选用横向稳定杆的重要考虑因素下，此公式为横向稳定杆的初步选择提供了重要的参考依据.1.3 强度校核根据侧倾角刚度初步选好横向稳定杆后，需要对其强度进行校核，以检验其是否达到使用的要求.如果横向稳定杆的强度达不到要求，那么汽车在严峻的行驶工况下极易造成横向稳定杆的破裂损坏，从而可能导致交通事故的发生[7].要对横向稳定杆进行强度校核，需要确定横向稳定杆工作时受到相当应力最大的截面.当其应力超过横向稳定杆的承受范围时，横向稳定杆通常从这些危险截面开始破裂直至损坏，从而使横向稳定杆丧失工作能力.由式(2)和图1可求出横向稳定杆所受的支撑反力，然后画出横向稳定杆的弯矩和扭矩图，如图3所示.由横向稳定杆的弯矩和扭矩图可以看到，横向稳定杆的潜在可能危险截面为B、C、D、H点所在截面.考虑B、H和C、D变形的一致性，文中只分析B、C点所在截面的情况.对B点偏向横向稳定杆杆臂一侧的情况进行分析，得B点所在危险截面的最大应力为C点所在截面的最大正应力和最大扭转切应力为依据材料力学中第四强度理论，可得到B、C点的相当应力和为对式(9)、(10)的大小进行比较，确定两者中最大值的条件，设横向稳定杆工作时最大等效应力为，即有把式(5)代入式(2)，可得若得到汽车悬架弹簧的最大行程或横向稳定杆工作时横向稳定杆杆臂的最大位移以及横向稳定杆材料的设计许用应力，即可根据式(9)-(12)对横向稳定杆工作时的强度进行初步校核，以判断横向稳定杆的设计是否合理.1.4 有限元仿真下面将对横向稳定杆进行有限元仿真分析，以验证横向稳定杆的侧倾角刚度的计算和危险截面判断的正确性.有限元仿真分析中的横向稳定杆的几何尺寸采用某SUV现有的横向稳定杆(文中将其称为B型横向稳定杆)的几何尺寸.为了仿真分析的简便性，对该杆进行适当的简化处理，将横向稳定杆看作等截面圆，有限元仿真模型中加入杆身与杆臂之间半径为R的倒圆角，以使仿真模型和实物模型更加接近.仿真模型中的横向稳定杆的具体几何参数如下：L为278 mm，L1为760 mm，L2为640 mm，θ为127.7°，d为30 mm，R为40 mm.根据横向稳定杆的具体几何参数，在Catia软件建立横向稳定杆的空间几何模型，如图4所示.然后把三维模型导入Hypermesh中进行网格划分.网格采用三维十节点四面体结构solid92单元，该单元能模拟不规则网格且具备计算大变形和大应变的能力[8]，适合模拟横向稳定杆大变形大应变的实际情况.模型共划分为15 380个单元、132 059个节点.网格划分好后，便可以创建接触对，即橡胶衬套和横向稳定杆之间的接触，这里为面-面接触，并且为线性接触，同时忽略接触间的摩擦[9].在有限元仿真分析中，横向稳定杆的材料选用50CrVA，弹性模量E为210 GPa，泊松比υ为0.3，密度为7.85 g/cm3.把套筒当作刚体，对套筒外表面施加沿各个方向的固定位移约束，对稳定杆端部截面圆中心施加方向相反、大小为2 500 N的集中载荷，方向垂直于横向稳定杆整体所在的平面.利用Radioss对横向稳定杆进行有限元计算，所得有限元仿真分析结果如图5所示.由仿真结果可知:横向稳定杆的最大位移发生在杆臂的末端，最大变形位移为9.674 mm；最大应力发生在横向稳定杆与套筒的连接面上，最大vonMises应力为308.0 MPa.根据横向稳定杆的具体几何参数，利用前面所述的分析方法计算该杆的理论最大变形位移和最大应力，并和仿真分析结果进行对比，结果如表2所示.由表2可知，横向稳定杆的理论计算与仿真分析误差在5%以内，考虑到模型的简化和网格密度等的影响，在小误差范围内，仿真结果和理论计算结果吻合得较好，仿真分析中所体现出来的最大位移点和最大应力点也与理论计算的情况相吻合，证明此参数化分析方法是有效的.根据几何尺寸参数化后的横向稳定杆可知，要使横向稳定杆能在已确定结构的汽车上正确安装，Lsin θ、L1-2Lcos θ的值应为确定的常数.根据这个原则对该SUV的横向稳定杆进行优化设计[10- 11].根据图1和1.4节中B型横向稳定杆的几何参数进行计算，可知要使横向稳定杆能在SUV车型上正确安装，应满足Lsin θ=0.22L1-2Lcos θ=1.1文中假定横向稳定杆的直径d为30 mm，在保持其直径和安装条件不变的情况下，通过优化其他参数来提高横向稳定杆的侧倾角刚度.把式(13)、(14)都表示成θ的函数，并假定L2与L1的比值为N，将这些关系式代入式(5)，通过简单的计算并化简可得到Kφ=121 238.576 5sin3θ/{0.085 2+Psin3θ[0.755+P2Q31.32PQ2cot θ+0.580 8Qcot2θ]}式(15)中的横向稳定杆的侧倾角刚度是关于θ和N的函数关系式，根据实际情况，易知N的取值范围在0和1之间.汽车的车身宽度一般在1.5 m以内，以1.5 m为横向稳定杆杆身长度L1的最大值，横向稳定杆与车身的两个铰接点之间的最小距离L2为0 m，根据这些极限范围很容易得到θ的取值在30°～160°之间.以θ为横坐标，Kφ为纵坐标，根据式(15)，N分别取0～1之间且间隔为0.1的11个数，在Matlab中分别作出这些关系曲线，如图6所示.由图6可知，在N非常小的情况下(N=0.0或0.1),横向稳定杆的侧倾角刚度随着夹角θ的增加而增加，此时横向稳定杆的杆身与车身的两个铰接点之间的距离非常小.虽然这时增大夹角能增加横向稳定杆的侧倾角刚度，但增大的程度有限，且容易造成材料的耗费.当N增大时，横向稳定杆的侧倾角刚度随着横向稳定杆杆身与杆臂的夹角的增加呈先增加后减少的趋势，横向稳定杆的侧倾角刚度的最大值出现在2～2.5 rad之间，且随着N值的增大横向稳定杆的侧倾角刚度的最大值会稍微增大，最大值出现在更加接近2.5 rad夹角的时候.此比例系数优化法为进行不同车型横向稳定杆的优化设计提供了指导.对于该SUV在设计横向稳定杆时，在满足安装条件的前提下，可以尽量选择更大的比例系数N，且使横向稳定杆杆身与杆臂的夹角在2～2.5 rad之间，这样就可以用较少的材料获得较大的侧倾角刚度值.在对横向稳定杆进行优化设计时，需要考虑其能否满足使用的强度条件.将上述优化设计过程的约束参数代入式(10)，可得由式(16)可以看到，在已确定结构的汽车上，当横向稳定杆所受到的载荷确定时，横向稳定杆所受到的最大应力只与横向稳定杆杆身与车身的铰接点之间的距离L2有关.因此，从横向稳定杆的结构和寿命上考虑，当所选择的L2值与横向稳定杆的两个端点之间的水平距离越接近时，横向稳定杆所受到的最大应力就越小.在此原则指导下进行优化设计时，除了要考虑上述优化设计的规律外，还应使L2的值尽量接近横向稳定杆杆臂两端点之间的水平距离，以减少横向稳定杆工作时所受到的最大应力值，从而增加横向稳定杆的使用寿命.3.1 ADAMS/Car工况仿真由于该SUV车型的B型横向稳定杆的几何参数已达到较优化，为了进行对比，将引入图6中N=0.4、θ=2 rad时的横向稳定杆(A型横向稳定杆)进行建模，以在ADMAS/Car软件中进行仿真实验[12]，其参数如下：L为242 m，L1为898.5 mm，L2为359.4 mm，θ为114.6°，d为30 mm，R为40 mm.本次进行的仿真分析实验主要是转向盘角阶跃实验[13- 14]，这个实验能反映车辆自身的侧倾稳定性能，从而判断不同横向稳定杆的抗侧倾效果的优劣.仿真车辆分别配备了上述的A型与B型横向稳定杆，以下简称A型车辆和B型车辆.转向盘角阶跃实验流程如下：根据该SUV的整车参数，通过计算并取整可得到实验车辆的车速为100 km/h，根据国标要求，为了使实验车辆稳态后的侧向加速度达到0.5 g左右，应该在0.3 s内使实验车辆的方向盘转过45°[15].仿真结束后所得横摆角速度响应曲线、横向加速度响应曲线和侧倾角随横向加速度变化的关系如图7所示.从图7(a)可知，在仿真实验过程中B型车辆比A型车辆进入稳态响应的时间稍提前一点.由图7(b)可知，A型车辆的稳态横向加速度超过了0.5g，而B型车辆的稳态横向加速度只有0.48g，因此B型车辆具有更高的侧倾稳定性.由图7(c)可知，车辆的侧倾角与横向加速度大致呈线性增长关系，这与理论计算相符合，由于A型车辆横向稳定杆的侧倾角刚度比B型车辆的要小，因此随着横向加速度的增大，A型车辆的侧倾角度要比B型车辆的大，且两车之间的侧倾角差值增大.3.2 整车实验实验车辆和场地由某公司提供，实验所选用的B型横向稳定杆为该车辆原有的横向稳定杆，实验选用的A型横向稳定杆根据3.1节中A型横向稳定杆的参数设计加工而成.实验前应对实验车辆的功能和使用状况进行检查，以保证车辆各方面功能良好，实验道路应满足转向盘角阶跃实验中国家规定的标准.实验过程中的数据采集系统采用实验室自主开发的集数据采集与显示功能一体化的数据采集处理系统(简称为AccRoll系统)，该系统能利用陀螺仪采集得到车辆的横摆角速度、横向加速度和侧倾角等数据[16- 17].装有横向稳定杆的实验车辆如图8所示.3.2.1 A型横向稳定杆对A型车辆进行方向盘角阶跃实验，所得的侧倾角、横向加速度响应曲线和侧倾角随横向加速度变化的关系如图9所示.对比图7(b)和图9(b)、图7(c)和图9(c)可知，在仿真实验中，稳态响应后，A型车辆的横向加速度和侧倾角分别为0.51g和1.78°，而实验结果的平均值分别为0.52 g和1.61°，误差分别为2.0%和-9.6%，考虑到简化和其他原因带来的误差，在一定的误差允许范围内，实验和仿真结果吻合得较好.3.2.2 B型横向稳定杆对B型横向稳定杆车辆进行方向盘角阶跃实验，所得的侧倾角、横向加速度响应曲线和侧倾角随横向加速度变化的关系如图10所示.对比图7(b)和图10(b)、图7(c)和图10(c)可知，在仿真实验中，稳态响应后，B型车辆的横向加速度和侧倾角分别为0.48 g和1.49°，而实验结果的平均值分别为0.47 g和1.42°，误差分别为2.1%和-4.7%，仿真和实验结果吻合较好.从仿真与整车实验结果的对比可知，在较小的误差范围内，实验和仿真结果整体上吻合得较好，这说明通过仿真对实验进行预测是可行和准确的.通过以上对比可知，B型横向稳定杆的侧倾稳定性更优.文中提出了一种针对横向稳定杆的参数化分析方法，该方法能简单、有效地推算出其侧倾角刚度，并进行强度校核.对于某SUV车型的横向稳定杆，通过对其受载荷时最大位移和最大应力的理论计算与有限元计算之间的对比，发现计算结果的误差均在可以接受的范围内，因此证明此分析方法是可行的.在此基础上，以侧倾角刚度为优化目标，采用比例系数优化法对横向稳定杆进行了优化.最后，通过在Adams/Car里的整车仿真和道路实车实验的对比，在转向盘角阶跃实验下，验证了优化后的横向稳定杆具有更好的侧倾稳定性.。
汽车偏置碰撞中的前横梁改进
汽车偏置碰撞中的前横梁改进汽车是当今现代人们生活中不可或缺的交通工具，对于人们来说，安全性是汽车最重要的考虑因素之一。
在汽车出现碰撞事故时，往往会发生严重的伤害或者生命的丧失。
在诸多安全性因素中，前横梁的影响尤为重要。
因此，改进汽车前横梁结构就显得尤为必要。
汽车前横梁是车前需要经过任何力的碰撞时的主要力量承担装置。
在车辆出现车祸时，前横梁将承受撞击力，它可以有效吸收能量，减轻撞击时乘客受到的伤害。
但是传统的钢制前横梁，并不能完全满足的安全需求，必须通过改进结构和材料来提高前横梁的抗撞性能，保障乘客的生命安全。
为此，近年来不断有科学家进行各种前横梁的改良和升级，如采取碳纤维材料等，能够有效地降低车辆的质量与加速性质，提高车辆的崩溃性能和修复度，增强抗撞性。
同时，利用复合材料结构制作的前横梁能够使整个汽车前部的强度更均匀、更强，增加汽车抵御意外冲撞的能力，起到了非常明显的作用。
为了进一步加强前横梁的抗撞性能，还需对前横梁底部的图像进行优化。
使用计算机模拟和实验验证的方法，可以最大限度地优化前横梁的图像，使其在碰撞时承受更大的扭矩和剪切力。
主要通过把底部结构的物理参数分解成若干小片，进行性能优化和逐步球化或削弱底部的结构，进而提高车辆的能量吸收性能。
此外，还有一种新的汽车技术，就是通过“车车通信”的技术，在汽车之间建立起联系并相互交流，能够让汽车发现车危险情况。
当它检测到有碰撞危险时，会发送声音、闪光灯等信号，让前车主人获得时间反应，及时避免车祸。
这种新兴技术的出现，有望在未来汽车行业得到广泛应用，以提高汽车的安全性，减少碰撞事故的发生，从而实现积极减少交通事故的目标。
综上所述，改进和升级汽车前横梁结构，是提高汽车安全性和减少因交通事故造成的人员伤亡的重要手段之一。
汽车行业的发展离不开技术的革新，新技术的应用将更好的实现汽车的安全性，减少交通事故的发生，从而保障人们的交通安全。
除了前横梁的结构和材料的改进，还有一些其他的创新技术，如电动汽车和自动驾驶。
某轿车保险杠横梁结构抗撞性优化
某轿车保险杠横梁结构抗撞性优化近年来，随着汽车保有量的不断增加，汽车事故数量也在逐年攀升。
碰撞事故时，车辆的保险杠是最容易受损的一部分，保险杠结构的优化设计，不仅可以提高车辆的安全性能，还可以降低维修费用。
本文将针对某轿车保险杠横梁结构进行抗撞性优化。
横梁是汽车保险杠的主要承载部件，其在车辆碰撞时具有极其重要的作用。
通过对横梁结构的优化，可以增加车辆在碰撞时的抗撞性能力，减轻撞击对车内乘员的伤害。
本文将从横梁材料、截面形状以及连接方式等角度对保险杠横梁结构进行优化。
首先，横梁材料是影响结构抗撞性能力的关键因素之一。
目前，汽车横梁大多选用低合金高强度钢或铝合金。
在增加强度的同时，还要考虑横梁的韧性和可塑性，以保证碰撞时不会产生剧烈的变形，从而保护车内乘员的安全。
在选择材料时，还要考虑材料的成本和可持续性。
其次，横梁的截面形状也对结构的抗撞性能力产生影响。
通常来说，横梁的截面形状越大，就越能承受更大的碰撞力。
但是，过于大的截面形状又会增加材料成本和重量，对车辆的性能和燃油经济性产生不利影响。
因此，在选择截面形状时，要综合考虑强度、重量和成本等因素，实现最佳的设计方案。
最后，连接方式也是影响横梁结构性能的关键因素之一。
目前，汽车横梁连接方式主要分为焊接和螺栓连接两种。
焊接方式通常在制造过程中完成，可以降低车辆重量和成本，提高车辆的刚性。
但是，焊接方式在碰撞后无法重复利用，需要进行替换维修。
而螺栓连接方式可以方便地进行拆装和更换，但需要增加相关零部件的成本和重量。
因此，在选择连接方式时，要根据车辆的实际情况和使用要求进行权衡。
综上所述，对某轿车保险杠横梁结构进行抗撞性优化，需要综合考虑材料、截面形状和连接方式等多种因素。
优化设计能够提高车辆的安全性能，减轻车辆碰撞事故对乘员的伤害，同时也有助于降低车辆维修成本和提高燃油经济性。
在未来的汽车设计和制造中，优化设计将成为汽车工业发展的一个重要方向。
随着汽车产业的不断发展，无论是国内还是国际市场，保险杠横梁优化设计都已成为一个热门话题。
汽车前保险杠横梁结构改进与优化
性 墙 所 有 自 由 度 ， 设 置 保 险 杠 系 统 初 始 速 度 为 弯 折变 型达 到最 大 ，经测 量保 险杠 横 梁峰值 侵 入位
１ ３
汽车 实用技术
２１ ０ ２年第 ４期
对 改进 方案 １ 、２车体 加速度 曲线 （ ７ 图 ）对 比 较 为缓 和 ，峰值 加速度 控制 在 ４５ ，而 改进方 案 ２ ． ｇ 比方 案 ｌ 以有 效 降低 低速 碰撞 中成 员损伤 。 可
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杠 在 低速 碰撞 中起着 举足 轻 重 的作 用 。
速碰 撞 过程 通常 有车 体 前部 吸 收碰 撞 能量 ，同 时为
横向稳定杆断裂原因分析及改善
横向稳定杆断裂原因分析及改善■张月，胡赞，杨丽卉，陈然摘要：某横向稳定杆在试验过程中未达到设计使用寿命即发生断裂。
对断裂稳定杆进行断口分析及理化检测分析表明，稳定杆表面局部硬度偏低导致稳定杆发生疲劳断裂。
结合稳定杆的生产工艺过程分析，得出成形及热处理过程中冷速问题是引起稳定杆表面局部硬度偏低、导致稳定杆断裂的主要原因。
通过改善问题点，从而避免了稳定杆断裂的再次发生。
关键词：横向稳定杆；失效；疲劳断裂；热处理；冷却速度横向稳定杆是汽车悬挂中横向布置的扭杆弹簧，起到防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾和改善平顺性的作用。
某横向稳定杆在试验时发生断裂。
该稳定杆的材质为60Si2MnA，硬度要求36~42HRC，生产工艺流程为：下料→端部锻造→打孔、镗孔→整体加热成形→淬火→回火→校型→喷丸强化→喷涂→标识→包装储存。
1. 断口分析稳定杆断裂于弯折过渡位置（见图1），位于稳定杆最大应力分布位置——衬套安装位置附近。
断面较平齐，没有明显的塑性变形特征，断口（见图2）呈典型的疲劳断口特征，由疲劳裂纹源、裂纹扩展区和最后断裂区组成。
疲劳裂纹源起于稳定杆表面，裂纹源区未发现磕碰痕迹，肉眼可见由多个台阶组成、源区约占1.5mm宽度范围，疲劳起源为多点起源。
疲劳扩展区约占整个断口面积的60%。
裂纹早期扩展区光滑平坦且呈黄色，已发生锈蚀，贝纹线不明显；后期扩展区贝纹线清晰可见。
最后断裂区较粗糙，平面区可见快速扩展的放射线，边缘区为剪切唇。
通过扫描电子显微镜进行微观观察（见图3~图5），未观察到其他明显异常，疲劳扩展区可见明显的疲劳辉纹（见图4），最后断裂区为韧窝特征（见图5）。
2. 理化分析（1）化学成分稳定杆化学成分检测结果（见表1）符合图1 稳定杆断裂位置图2 断口宏观形貌图3 裂纹源区微观形貌图4 疲劳扩展区微观形貌60Si2MnA （GB/T 1222—2016）材质要求。
（2）金相组织 在断口位置附近分别取横、纵截面样品制备金相样，纵截面样垂直稳定杆一侧断口的裂纹源切取（金相I ），横截面样从稳定杆另一侧断口附近切取（金相II ）。
车辆横向稳定杆总成性能分析与设计
车辆横向稳定杆总成性能分析与设计作者：文/ 刘艳菊来源：《时代汽车》 2020年第18期刘艳菊奇瑞汽车有限公司安徽省芜湖市 241009摘要：车辆的横向稳定杆对车身的侧倾控制起很大的作用，一个好的稳定杆设计，能最大程度的发挥它的效能、减轻它的重量及成本。
本论文基于ADAMS软件，采用广义非线形梁模型，通过分析稳定杆总成对悬架垂直刚度的贡献，来研究影响横向稳定杆性能的各种因素极其影响程度，从而达到指导稳定杆最优化设计的目的。
关键词：横向稳定杆非线形梁模型悬架优化设计垂直刚度Performance Analysis and Design of Vehicle Transverse Stabilizer Bar AssemblyLiu YanjuAbstract：The vehicle's lateral stabilizer bar plays a very important role in the roll control of the body. A good stabilizer bar design can maximize its effectiveness and reduce its weight and cost. This thesis is based on ADAMSsoftware and uses a generalized nonlinear beam model. By analyzing the contribution of the stabilizer bar assembly to the vertical stiffness of the suspension, various factors that affect the performance of the stabilizer bar and the degree ofinfluence are studied, so as to guide the optimal design of the stabilizer bar the goal of.Key words： transverse stabilizer bar, non-linear beam model, suspension, optimal design, vertical stiffness1 绪论稳定杆的主要作用，一是用来增加悬架侧倾角刚度，减小整车侧倾角度，改善车辆的侧向稳定性，增加乘员安全感；二是匹配前后悬架侧倾刚度的比值，调整车辆的转向特性；此外，在有些悬架系统中，横向稳定杆还兼起部分导向杆系的作用。
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计 算 依据 ，并对 车 身进 行 了结 构 改进 ，最 后 利用 样 车 安装 支 架 实 际构成 一 个悬 臂 结构 ，该 部位应 有 足够 的
道 路耐 久试 验 ，验 证 了 改进 结构 的有 效 性与 可靠 性 。 刚度 和 强度 ， 以安全 可靠 地 承 受稳 定杆 传递 的力载 荷 。
摘要 ： 为解 决道路 耐久试验 中轿 车前横向稳定杆 车身安装处发 生的开裂 问题 ，对 车身进行 了强度仿 真分析。基于 包 含横 向稳定杆 柔性体 的悬 架多体动 力学仿 真模 型计算得 到车身 的载荷 ，然后使 用有 限元方法计 算车 身的应力 ，仿 真结果显 示 出的危 险部位 与实车试验 基本一致 。基 于仿 真分析 结果 ，对 车身结构进行 了改进 ，试验结 果表 明 ，车
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｅ ｏ ｓ ｌ ｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌｍ ｈ ｔｔ ｅ ｃ ａ ｋ ｏ ｅ ｃ ｒｂ ｄ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｅ ｆ ｃ ｄ ｗｉ ｈ ｒ ｎ ｔｂ ｌ ｅ ａ ｔ ａ ｔ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｏ ｖ ｈ ｒ ｂ ｅ ｔ ａ ｒ ｃ ｆｔ ａ ｏ ｙ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｉ ｔ ｒ ａ ｅ ｔ ｔ ｅ ｆｏ ｔｓａ ｉ ｚ ｒｂ ｒ ｈ ｈ ｈ ｉ ｏ ｃ ｒｅ ｕ ｉ ｇ ｒ ａ ｕ ａ ｉ ｔ ｅ ｔ ｓｒ ｎ ｔ ｉ ｌ ｔ ｎ ａ ａｙ ｉ ｅ ｆ ｒ ｄ Ｌ ａ ｓ ｏ ａ ｏ ｉ ｓａ ｅ ｉ ｅ ｔｆ ｄ ｂ ｓ ｄ ｃ ｕ ｒ ｄ ｄ ｒｎ ｏ ｄ ｄ ｒ ｂ ｌ ｙ ｔ ｓ ， ｔｅ ｇ ｈ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ ｌ ｓｓ ｉ ｐ ｒ ｏ ｍｅ ． ｏ ｄ ｆｃ ｒｂ ｄ ｅ ｒ ｄ ｎ ｉ ｅ ａ ｅ ｉ ｏ ｓ ｉ ｏ ｌ － ｏ ｙ ｄ ｎ ｍ ｉｓ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ ｍｏ ｅ ｎ ｌ ｄ ｎ ｅ ｆ ｘ ｂ ｅ ｂ ｄ ｆｔ ｅ ｓａ ｉｉ ｅ ａ ． ｅ ｓｒ ｓ ｆｔ ｅ ｃ ｒｂ ｄ ｓ ｎ ｍｕ ｔ ｂ ｄ ｙ ａ ｃ ｉ ｌ ｔ ｄ ｌｉ ｃｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｉ ｌ ｏ ｙ ｏ ｔｂ ｌ ｒ ｒ Ｔｈ ｔｅ ｓｏ ａ ｏ ｙ ｉ ｉ ｏ ｈ ｌ ｈ ｚ ｂ ｈ ｃ ｌｕ ａ ｅ ｓｎ ｎ ｔ ｌ ｍｅ ｔ ｔ ｏ ． ｅ ｃ ｉ ｃ ｌ ｏ ｙ ｌ ｃ ｏ ｆ ｉ ｌｔ ｎ ｒ ｓ ｌｓ ａ ｉ ａ ｌ ｇ ｅ ｔ ｅ ｌ ａ ｅ ｔ ａ ｃ ｌ ｔ ｄ ｕ ｉ ｇ ｆ ｉｅｅ ｅ ｎ ｉ ｍｅ ｈ ｄ Ｔｈ ｒｔ ａ ｄ ｍｉ ｎ ｏ ｍｕ ａ ｉ ｅ ｕ ｔ ｓｃ ｌ ａ ｒ ｅｗｉ ｒ ａ ｒｔ ｓ ． ｉ ｂ ｏ ｓ ｏ ｂ ｙ ｈ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｐ ｏ ｅ ｅ ｔｆ ｒｔ ｅ ｃ ｒｂ ｄ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ｒ ｓ ｎ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ ｒ ｓ ｌｓ Ｔｈ ｅ ｔ ｅ ｕ ｔ ｎ ｉ ａ ｅ ｓｇ ｆｉ ｒ ｖ ｍ ｎ ｏ ｈ ａ ｏ ｙ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｉ ｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ． ｅｔ ｓ ｓ ｌ ｉ ｄ ｃ ｔ ｄ ｍ ｈ ｒ ｓ ｔ ａ ｈ ｐ ｏ ｅ ｎ ｆ ｈ ａ ｏ ｙ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｉ ｅ ｆ ｃ ｉ ｅ ｈ ｔ ｅｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｅｃ ｒｂ ｄ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓ ｆ ｅ ｔ ． ｔ ｍ ｏ ｔ ｖ Ｋｅ ｒ ｓ Ｃａ ｄ ；Ｓ ａ ｉｉ ｅ ａ ； ｎｉ ｌ ｍｅ ｔｍ ｏ ｅ ； ｓ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒｂｏ ｙ ｔ ｂ ｌｚ ｒ ｂ ｒ Ｆｉ ｔ ｅ ｅ ｎ ｄ ｌ Ｄｅ ｉ ｎ ｅ
步确 认 导致车 身开 裂 的原 因是 前 悬横 向稳定 杆 的车 身
车 身前 部 与前 悬稳 定 杆 结构示 意 图， 图 １ 示 。 如 所
承 载 区结 构薄 弱 ， 能有 效承 载 稳定 杆传 递 的 力载 荷 。 其 中 ，稳 定杆 后 端连 接 下摆 臂 ，前 端 直接 连接 在 车身 不 文章利用 Ｃ ＡＥ仿真 技 术 ，对 车 身 的前 稳 定 杆 安 装 处 前横 梁 上 。稳 定杆 的载荷 通 过 前横 梁 、前 横梁 安 装支 进 行 了强 度 分析 ，为车 身 结构 设计 与修 改提 供 了理 论 架 以及 散热 器 支架 传 递给 车 身 。散 热器 支 架与 前横 梁
Hale Waihona Puke 某 新 研 发 轿 车 在 开 发 阶 段 进 行 的 道 路 耐 久 试 验 ｌ 仿 真 模 型 的建 立 该 轿 车在 前 后悬 架 均加 设 横 向稳 定杆 。当车 身发 中 ，在 恶 劣 路 况 行 驶 约 １万 ｋ 时 ，３辆 样 车 车 身 的 ｍ
前横 梁 安装 支架 和 散热 器 支 架均 发 生 了不 同程 度 的 开 生横 向倾 斜 时 ，稳定 杆 发生 弹 性扭 转 ，这 种弹 性 扭转 裂 。该轿 车 在底 盘 匹配 设 计 时 ， 曾将 前 悬横 向稳 定杆 变 形起 到 了 阻碍 车身 倾斜 变 形 的作 用 ，从 而减 小 转 向 １ ］ 的 固定 点 由副 车架 前移 到 车 身前 横梁 。经过 分 析 ，初 等工 况 时车 身 的横 向倾 斜 和横 向角振 动 ｆ。