汽车工程 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (12): 2339-2354.doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.12.019
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王连东1,2(),李金蔚1,2,冯凯1,2,张宇1,2,田野1,2
Liandong Wang1,2(),Jinyu Li1,2,Kai Feng1,2,Yu Zhang1,2,Ye Tian1,2
摘要:
汽车前轴的尺寸大、受力复杂,主要用锻造方法制造,受到工字形结构的限制难以轻量化。本文给出了空心汽车前轴的设计方法,采用变截面变壁厚的空心矩形结构和组合的钢板弹簧座,实现轻量化、改善抗弯扭性能。通过垂向及纵向工况有限元模拟揭示主销孔处壁厚对拳部强度的影响规律,给出拳部壁厚系数、封堵孔高度系数、封堵孔宽度系数的合适范围。选用无缝钢管试制出某轴荷5 t的空心前轴1∶1样件,较锻造前轴轻量10.75%。针对试制的空心前轴样件,进行了垂向、纵向的刚度试验以及垂向工况的静强度试验、疲劳试验,揭示了轴体下表面的垂向位移、轴向应力的变化,揭示了拳部外端面封堵孔边缘的应力分布。试验结果表明:变截面空心矩形前轴的刚度、静强度均符合行业标准,垂向工况的疲劳寿命远高于行业标准,在轻量化的同时改善了性能。