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汽车车桥的失效机理与可靠性分析

2021-11-05 21:41:25·  来源：方盛车桥（柳州）有限公司  作者：樊文问  
　
技术进步和经济发展是拉动汽车内需的重要因素。现阶段，汽车逐步走进了千家万户，成为应用广泛的辅助出行工具。汽车作为一种特殊的产品，在其设计过程中，不仅对
技术进步和经济发展是拉动汽车内需的重要因素。现阶段，汽车逐步走进了千家万户，成为应用广泛的辅助出行工具。汽车作为一种特殊的产品，在其设计过程中，不仅对安全性有着较高的要求，还需要注重可靠性设计，尤其是汽车车桥。如果汽车车桥可靠性设计不足，那么在使用过程中极易诱发安全事故，影响正常通行。

汽车车桥的失效机理

从汽车的整体构造来看，车桥是其中的一个关键组成部分。车桥的设计质量关系到整个车辆通行的安全性。如果车桥的强度足够，可以大大提高整车的安全性与舒适性。当前，随着汽车应用范围的逐步扩大，人们越来越意识到汽车安全的重要性。很多研究学者做了大量关于结构可靠性和灵敏度的研究，重点是通过专业模型分析在不同变量改变时对汽车失效率造成的影响，并从中总结存在的规律。
由于汽车整车中包含的零部件较多，因此不同的零部件会影响整车的性能。例如，如果零部件失效与汽车某一参数之间的关联性非常大，在设计时就需要严格控制这一参数，尽量将其对零部件失效的不利影响降至最小。如果零部件失效与某一参数之间的关联性相对较小，在设计过程中，相关人员可以将这一参数作为确定量值来开展相应的设计。这种情况下，随机变量的数量有所减少，设计人员在实际设计过程中需重点关注已获知的随机变量。

车桥典型故障模式

车桥作为汽车中承载载荷的重要组成部分，在实际使用 过程中会出现许多故障模式。在设计开发过程中，需要针对售后故障模式进行改进加强，以避免类似问题再次发生。

2.1　桥壳主减面开裂
由于桥壳受垂直向下的承载力，肩部承载的力较大。桥壳主减结合面上45°角处两边出现开裂现象偏多，如图 1 所示。


2.2　桥壳板簧处开裂
由于桥壳受垂直向下的承载力，板簧承受的力较大，桥壳下板簧处表面出现开裂现象偏多，如图 2 所示。


汽车车桥的可靠性分析

3.1　车桥可靠性分析说明
针对车桥典型售后问题，在实际的改进设计过程中，需借助专业的三维软件完成相应的数模设计。大多数设计人员会利用CAE软件进行可靠性分析。车桥结构可靠性的分析方面主要包含车桥的满轴载荷PMAX、弹性模量EX、泊松比 PRXY、材料密度DEN以及材料屈服强度YIES等参数。

3.2 桥壳的数模建立
对车桥进行可靠性分析，要先建立原始状态数模和优化后数模，以便进行CAE分析对比。
3.3 桥壳的可靠性分析
原始状态数模和优化后数模建立后，通过CAE 软件对数模进行网格划分然后进行分析，以对比桥壳结构强度，如图 3 所示。在分析结果的查看过程中，需确保改进后最大应力远低于原始结构，且安全系数满足材料的可使用范围。


结束语

随着汽车应用范围的逐步扩大，汽车零部件的可靠性成为人们关注的重点问题，尤其是要保障车桥设计的可靠性。相关设计人员需在实际的设计过程中，从实际情况出发，保障车桥可靠性与设计要求一致，从而提高汽车的整体性能。

来源：樊文问 方盛车桥（柳州）有限公司 
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