转向节疲劳耐久试验装夹方式的研究.pdf
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1、2023.06 Automobile Parts038研究与开发Research&Development收稿日期:2022-05-27作者简介:彭立(1984),男,本科,工程师,研究方向为汽车零部件测试。E-mail:。DOI:10.19466/ki.1674-1986.2023.06.007转向节疲劳耐久试验装夹方式的研究彭立1,2,周倩瑶1,2,袁文强1,2 1.广州机械科学研究院有限公司,广东广州 510700;2.中汽检测技术有限公司,广东广州 510700摘要:转向节是关系汽车行驶安全的重要零件,其疲劳性能需要经过试验验证,合理的装夹方式是试验有效的前提。以某型号的转向节为研究对象
2、,采用有限元分析的方法计算得出在相同工况下采用两种不同装夹方式的转向节的受力状态,通过对比受力状态验证两种装夹方式的合理性。研究结果表明:采用模拟悬架的装夹方式与完全固定的装夹方式下转向节的受力状态差异较大,在疲劳耐久试验中采用模拟悬架的装夹方式可使转向节受力状态更接近实车状态。关键词:转向节;疲劳性能;装夹方式中图分类号:U463.1;U467.3Study on Clamping Way for Fatigue Endurance Test of Steering KnucklePENG Li1,2,ZHOU Qianyao1,2,YUAN Wenqiang1,21.Guangzhou M
3、echanical Engineering Research Institute Co.,Ltd.,Guangzhou Guangdong 510700,China;2.CRAT Testing&Certification Co.,Ltd.,Guangzhou Guangdong 510700,ChinaAbstract:Steering knuckle is an important part related to the safety of vehicles.Its fatigue performance needs to be verified by experiments.The re
4、asonable clamping way is the premise of effective experiments.Taking a certain type of steering knuckle as the research object,the stress state of the steering knuckle with two different clamping ways under the same working condition was calculated by using the finite element analysis method,and the
5、 rationality of the two clamping ways was verified by comparing the stress state.The research results show that the stress state of the steering knuckle using the clamping way of the simulated suspension and the fully fixed clamping way is quite different.In the fatigue endurance test,the use of sim
6、ulated suspension clamping way can make the stress state of the steering knuckle closer to the real vehicle state.Keywords:steering knuckle;fatigue performance;clamping way0 引言麦弗逊悬架中的转向节是关系到车辆安全的重要零件1,某品牌汽车厂曾因为转向节不符合要求而将大批汽车召回。转向节的质量不达标可能引发安全事故,因此,在设计和制造阶段其强度和疲劳性能必须经过严格的试验验证。试验验证的关键在于确定载荷和装夹方式,两者都直接
7、影响零件的受力状态。疲劳性能对零件的载荷大小较敏感,根据 S-N 疲劳曲线,载荷偏大 10%,某些碳钢零件寿命可能减少 40%以上2。因此,采用合理的装夹方式是得到正确有效的试验结果的前提。1 转向节疲劳耐久试验介绍影响疲劳寿命的因素很多,比如材料性能、零件初始裂纹、应力集中、表面质量和环境因素等3。为了准确了解零件疲劳性能,普遍采用电液伺服疲劳试验台架对零件进行耐久试验。该类型台架一般由控制器控制作动器对零件施加往复作用的载荷。针对转向节的疲劳试验,行业中没有统一的国标或者行业标准,各个企业都有他们自己的企业标准,试验方法有所差异。针对以轮胎接地点为加载点的试验,主要有两种不同的装夹方式:一
8、种是固定式装夹,另一种是模拟悬架式装夹。转向节的固定式装夹方式如图 1 所示。由图可以看出,转向节的减振器连接臂通过螺栓连接被固定于夹具中,其 6 个自由度被约束。横拉杆连接臂通过球铰与夹具连接,即约束了球铰中心的 3 个方向的位移。下摆臂连接处,通过球铰与夹具连接,约束了球铰中心的 3 个方向的位移。Automobile Parts 2023.06039Study on Clamping Way for Fatigue Endurance Test of Steering Knuckle转向节疲劳耐久试验装夹方式的研究图 1 转向节的固定式装夹方式转向节的模拟悬架式装夹方式如图 2 所示。由
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