某扭力梁式后悬架强度分析与优化

汽车后扭力梁悬架系统的动态性能优化方法

汽车后扭力梁悬架系统的动态性能优化方法李军;李兆军;杨九洲;衡星【摘要】考虑悬架与汽车其他组件相互作用相互影响的情形,运用有限元法建立汽车后扭力梁悬架系统的动力学方程.在此基础上,通过动态灵敏度分析方法分析影响悬架动态性能的系统结构参数,然后,以汽车后扭力梁悬架系统的结构参数为设计变量,横梁与纵臂连接处的动态响应峰值最小为目标函数,给定频率范围为约束条件,构建汽车后扭力梁悬架系统优化模型,确定汽车后扭力梁悬架系统动态性能优化方法.最后通过实例分析对动态性能优化方法进行验证.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】5页(P31-34,39)【关键词】有限元;后扭力梁悬架;动态性能;灵敏度;优化【作者】李军;李兆军;杨九洲;衡星【作者单位】广西大学机械工程学院,广西南宁 530004;广西大学机械工程学院,广西南宁 530004;广西大学机械工程学院,广西南宁 530004;广西大学机械工程学院,广西南宁 530004【正文语种】中文【中图分类】U4610 前言汽车后扭力梁悬架是汽车的一个重要组成部分，其动态性能的好坏直接影响到整车的舒适性和安全性，因而对汽车后扭力梁悬架的动态性能进行优化是十分必要的[1]。

目前，国内外对汽车后扭力梁悬架的优化研究主要是根据悬架的静态、动态表现对悬架局部位置进行结构参数的调整。

如陈松、廖抒华等学者根据强度分析结果对悬架薄弱位置进行了尺寸参数的调整[2-3]；蒋荣超以质量和疲劳寿命为优化目标，以一阶扭转频率和扭转刚度为约束，条件对悬架进行了优化[4]；娄臻亮提出了一种把性能及其稳健性水平纳入多响应的优化方法，以重量最低为优化目标，综合考虑悬架的多项性能指标得到悬架的优化解域[5]，等等。

然而，在路面激励、发动机激励等外激励作用下，汽车后扭力梁悬架的动态性能十分复杂，因而，为了对汽车后扭力梁悬架的动态性能进行优化，有必要建立能够全面反映悬架系统的动态性能与其结构参数、材料参数及外激励参数之间内在关系的动力学方程，揭示悬架系统的振动机理，进而确定悬架系统动态性能优化方法。

扭转梁后桥结构性能仿真及优化设计

扭转梁后桥结构性能仿真及优化设计摘要：在汽车底盘设计过程中，为减小扭转梁后桥结构性能可能存在的设计风险，对扭力梁后桥进行了有限元结构性能仿真。

首先建立了扭转梁后桥有限元模型，并应用Abaqus对该扭转梁后桥在三种典型危险工况下进行了静态强度分析。

并应用MSC.Nastran和Ncode.Designlife对该后桥进行了疲劳寿命预测，并根据仿真结果提出有效的结构优化。

结果表明经过优化后的设计大大提高了后桥的强度和疲劳寿命。

关键词：扭转梁后桥有限元仿真强度疲劳寿命前言随着CAE仿真技术越来越先进准确，有限元仿真广泛应用于汽车设计开发中。

本文将应用有限元技术对正在开发中的扭转梁后桥进行强度和疲劳仿真分析，并基于仿真分析结果对该扭转梁后桥进行优化，为产品结构可靠性和将来试验提供有效的数据支持。

该扭转梁后桥总成由横梁、侧臂、弹簧支架、减震器支架、制动支架以及其他线束支架焊接而成。

当左右车轮产生上下方向的相对运动时，因为扭转梁有柔性，中间扭转梁将发挥作用生成一个相反方向的扭矩。

汽车在路面行驶时有各种复杂的路况，对于扭转梁后桥通过总结有如下三种最典型的危险工况：垂向冲击工况、紧急制动工况、转弯工况。

这三种典型危险工况是汽车扭转梁后桥在使用过程中受力最大的状态，所以分析后桥的结构强度和疲劳寿命也基于这三种工况下进行分析。

本文利用Hypermesh建立扭转梁后桥有限元模型，并应用Abaqus进行分析对典型危险工况进行静力学强度分析。

因为该后桥正在开发设计中，所以很难获取可靠的路谱作为疲劳寿命计算的输入，所以本文采用单工况法应用MSC.Nastran和Ncode.Designlife进行疲劳寿命预测，为该后桥的优化设计以及将来的台架试验提供依据。

1.有限元模型的建立1.1. 有限元网格及属性建立将CATIA 设计模型导入到Hypermesh里，对导入的模型要进行几何清理，从几何模型中抽取中面进行高质量的网格模型。

某型SUV后扭梁开裂分析与优化

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｆｏｒ３ｋｉｎｄｓｏｆｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔ（）ｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｒａｃｋｉｎｇｏｒｆｒｅａｒｔｗｉｓｔｂｅａｍｏｎｔｈｅｒｏａｄｔｅｓｔ，ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｓｔａｔｉｃｌｏａｄｓｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｉｎｅｒｔｉａｌ－ｒｅｌｉｅｆｉｓｕｓｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｅｃｒａｃｋｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｅｏｒｎｅｒｉｎｇｅｏｎｄｉｔｉｏｎｗｉｔｈｌｇａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍａｘｉｍｕｎｂｕｍｐｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗｉｔｈ３ｇ．ＴｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｕｓｉｎｇＨｙｐｍ‘ Ｗｏｒｋｓ，ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｉｎｔｈｅｋｅｙｐｏｓｉｔｉｏｎｓｈｏｕｈｔｈｅｒｅｄｕｃｅｄ１）ｙｏｖｅｒ３０％，ａｎｄｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｉｓｖｅｒｉｉｆｅｄａｎｄｖａｌｉｄａｔｅｄｂｙｒｏａｄｔｅｓｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｔｗｉｓｔｂｅａｍｍｅｅｔｓｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｒａｃｋｉｎｇｏｒｆＳＵＶｔｗｉｓｔｂｅａｍｏｎｔｈｅｒｏａｄｔｅｓｔｉｓｓｏｌｖｅｄ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｗｉｌｌｐｒｏｖｉｄｅｓｏｍｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｏｒｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｒｅａｒｔｗｉｓｔｂｅａｍｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＵＶ；Ｒｅａｒｔｗｉｓｔｂｅａｍ；Ｓｔｒｅｎｇｔｈ；Ｃｒａｃｋ；Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ

扭力梁式后悬架扭转疲劳强度试验研究

扭力梁式后悬架扭转疲劳强度试验研究
扭力梁式后悬架是一种常见的汽车后悬架结构，其主要特点是采用了扭力梁来连接左右车轮，通过扭转来实现悬架的弹性支撑。

然而，由于汽车在行驶过程中会受到各种外力的作用，扭力梁式后悬架的扭转部位容易出现疲劳破坏，从而影响汽车的行驶安全和舒适性。

因此，对扭力梁式后悬架的扭转疲劳强度进行试验研究具有重要意义。

扭力梁式后悬架的扭转疲劳强度试验通常采用万能试验机进行，试验过程中需要对悬架进行多次往复扭转，以模拟实际行驶过程中的应力状态。

试验时需要注意以下几点：
要选择合适的试验参数。

试验参数包括扭转角度、扭转速度、试验次数等，这些参数的选择应该考虑到实际使用情况和试验目的。

一般来说，扭转角度应该在悬架的设计范围内，扭转速度应该与实际行驶速度相匹配，试验次数应该足够多，以保证试验结果的可靠性。

要注意试验过程中的数据采集和分析。

试验过程中需要对悬架的扭转角度、扭矩、应变等数据进行实时采集和记录，以便后续的数据分析和处理。

数据分析可以采用MATLAB等软件进行，通过对试验数据的处理和分析，可以得到悬架的扭转疲劳寿命、疲劳极限等重要参数。

要对试验结果进行评估和验证。

试验结果应该与悬架的设计要求进
行比较，以确定悬架是否符合设计要求。

同时，还需要对试验结果进行验证，可以采用有限元分析等方法进行验证，以确保试验结果的准确性和可靠性。

扭力梁式后悬架的扭转疲劳强度试验是一项重要的研究工作，对于提高汽车的行驶安全和舒适性具有重要意义。

通过合理的试验设计和数据分析，可以得到准确可靠的试验结果，为汽车后悬架的设计和优化提供重要参考。

46_宋起龙_基于OptiStruct的某车型扭力梁强度分析及优化

基于OptiStruct的某车型扭力梁强度分析及优化Strength Analysis and Optimization of a Type of Torsion Beam Based on OptiStruct宋起龙（东风汽车公司技术中心、武汉、430058）摘要:扭力梁作为后悬架的主要承载件，其强度直接影响后悬架甚至整车的承载能力，本文以某车型的扭力梁强度分析为例，针对样车耐久试验过程中出现的问题，采用有限元软件HpyerWorks软件，建立了扭力梁有限元模型，采用多体动力学载荷分解获取了扭力梁7中典型工况下底盘连接点初的力和力矩，进行了强度分析，得出了应力集中位置，提出了方案的优化建议，新方案经过试验验证，满足使用要求。

关键词: 有限元扭力梁强度HpyerWorksAbstract: As the main load of the rear suspension, the torsion beam directly affects the load-carrying capacity of the rear suspension and even the whole vehicle, In this paper, The finite element model of torsion beam is established by using finite element software HpyerWorks, The force and moment at the connection point of the chassis under typical working conditions of torsion beam 7 are obtained by multi body dynamic load decomposition, The new scheme has been tested and proved to meet the application requirements.Key words: FEM, Wrest beam, strength, HpyerWorks1 概述扭力梁是汽车上的一个重要的承载件，能够承载来自减震器、弹簧、车身、地面等周边的冲击，起到缓解冲击力的作用。

基于转向和强度特性的扭力梁悬架优化研究

基于转向和强度特性的扭力梁悬架优化研究随着汽车工业的不断发展，车辆悬架优化已成为了汽车工程师必须面对的一个重要课题，因为悬架系统对于汽车的驾驶感受和安全性起到了至关重要的影响。

扭力梁悬架是一种常见的汽车悬架形式，其主要通过扭转梁的柔度和刚度综合控制车身的悬架行程。

本文将通过转向和强度特性的扭力梁悬架优化研究，来探究如何优化该悬架的性能。

首先，对于扭力梁悬架的转向特性进行优化。

在汽车悬架系统中，转向特性是非常重要的一个方面，因为它关系到汽车的转向性能和稳定性。

在扭力梁悬架中，悬架刚度和柔度对于转向特性的影响较大。

如果悬架刚度过大或过小，将导致转向时抖动或者不足的稳定性。

因此，针对扭力梁的悬架系统，可以通过优化悬架组件的弹性模量和极限载荷来达到更好的转向特性。

其次，在扭力梁悬架中，强度对于悬架的稳定性和可靠性也非常重要。

悬架在汽车行驶过程中将承受来自路面不平和汽车自身振动的高强度载荷，因此强度不足往往会导致悬架的疲劳寿命过短或者失效，最终影响到整个汽车的安全性。

因此，通过优化悬架组件的材料强度和截面形状来提高悬架的强度是很重要的。

最后，扭力梁悬架的优化需要综合考虑转向和强度特性。

在实际的悬架设计中，需要找到一个最佳的悬架刚度和柔度，以保证转向性能和稳定性，同时也需要优化悬架的材料和截面形状以提高强度和疲劳寿命。

这些因素之间存在着相互影响和耦合，因此需要综合考虑和权衡，方能达到最佳的悬架优化效果。

总之，转向和强度特性是扭力梁悬架优化研究中较为重要的方面。

在悬架设计中需要针对这些特性进行综合考虑，以保证汽车的驾驶感受和安全性。

随着汽车工业的不断发展，悬架优化将成为汽车工程师必须研究的重要课题，并且其在汽车性能和市场竞争中的重要性也将不断提高。

在扭力梁悬架的优化中，还有一些其他的因素也需要考虑。

例如，车辆驾驶的稳定性和舒适性也是汽车工程师关注的重要点。

在扭力梁悬架的优化中，可以通过调整悬架的刚度和柔度，以及调整减震器和弹簧的参数来优化车辆驾驶的稳定性和舒适性。

某扭力梁式后悬架强度分析与优化

某扭力梁式后悬架强度分析与优化陈松;雷刚;刘莹【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2013(41)18【摘要】建立了某扭力梁式后悬架有限元模型，分析了某扭力梁式后悬架在极限左转向、冲击、制动、极限扭转等工况下的受力情况，针对这4种工况，对该悬架进行有限元仿真，分析扭力梁在各个工况下的应力分布状况。

根据计算结果对该后悬架进行结构优化。

结果表明：改进后扭力梁最大应力得到显著降低，且应力分布有明显改善，达到优化目的。

%This paper establishes a finite element model for a torsion beam rear suspension,ana-lyzes the force bearing of the suspension under 4 operating conditions of ultimate left steering, impact,braking and ultimate torsion,and conducts finite element simulation analysis to the sus-pension under the 4 operating conditions to analyze the stress distribution of the torsion beam un-der each condition.The result of the analysis for structural optimization of the suspension based on calculation results shows that after modification,the maximum stress of the torsion beam is significantly reduced,the stress distribution is evidently improved and optimization is reached.【总页数】5页(P45-49)【作者】陈松;雷刚;刘莹【作者单位】重庆理工大学机械工程学院，重庆 400054;重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室，重庆 400054;重庆理工大学机械工程学院，重庆 400054【正文语种】中文【中图分类】U463【相关文献】1.扭力梁式后悬架模态与疲劳实验研究 [J], 黄志超;王九州;程梁2.扭力梁式后悬架强度分析 [J], 晏娟;刘仁鑫;侯军锋;朱金和3.某纯电动汽车扭力梁式后悬架强度分析与优化数值模拟 [J], 郭迎福;谭华江;毛征宇;蔡志华4.轿车扭力梁式后悬架静态刚度的敏感性分析 [J], 丁鑫;5.两种工况下扭力梁式后悬架的优化设计 [J], 李健;王小美;沈易晨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

某扭转梁后悬架侧倾刚度的解算与优化

某扭转梁后悬架侧倾刚度的解算与优化扭转梁后悬架是一种常见的车辆悬架系统，用于减震和支撑车身重量。

在车辆行驶过程中，经常会出现侧倾现象，这可能会导致车辆不稳定，影响行驶安全和舒适性。

因此，解算和优化扭转梁后悬架的侧倾刚度是非常重要的。

为了解算和优化扭转梁后悬架的侧倾刚度，我们首先需要了解这个悬架系统的工作原理。

扭转梁后悬架主要由扭转梁、连杆和连接点组成。

扭转梁通过连接点与车身相连，而连杆通过连接点与车轮相连。

当车辆侧倾时，扭转梁和连杆之间会产生相对转动，从而提供侧倾刚度。

为了解算扭转梁后悬架的侧倾刚度，我们可以使用刚体力学的方法。

首先，我们需要根据悬架系统的几何参数和材料特性来建立数学模型。

然后，根据这个模型，我们可以计算悬架系统在给定加载条件下的侧倾刚度。

侧倾刚度可以用扭矩-转角关系来表示，即当悬架系统承受一个侧向力矩时，产生的转角。

在解算侧倾刚度之后，我们可以对悬架系统进行优化。

优化的目标可能是增加悬架系统的侧倾刚度，以便提高车辆的稳定性和操控性能。

为了达到这个目标，我们可以考虑调整悬架系统的几何参数，例如扭转梁的截面形状和连杆的长度。

此外，我们还可以考虑使用不同的材料，以提高悬架系统的刚度。

优化悬架系统时，我们还需要考虑其他因素，如悬架系统的重量和成本。

增加悬架系统的侧倾刚度可能会增加重量和成本，因此需要在侧倾刚度和其他因素之间进行权衡。

可以使用多目标优化方法来找到最佳的解决方案。

总结起来，解算和优化扭转梁后悬架的侧倾刚度需要建立数学模型并根据刚体力学的原理进行计算。

通过调整悬架系统的几何参数和材料特性，可以优化悬架系统的侧倾刚度。

在优化过程中，还需要考虑其他因素，如悬架系统的重量和成本。

使用多目标优化方法可以找到最佳的解决方案。

这些步骤将有助于改善车辆的稳定性和操控性能，提高车辆的行驶安全性和舒适性。

某汽车扭力梁的实验分析及其结构优化

某汽车扭力梁的实验分析及其结构优化随着中国汽车产量的不断增加,能源短缺和环境污染已经成为中国汽车产业可持续发展的突出问题。

轻型汽车成为当今节约型社会发展的需要。

面对日益严峻的环境问题和能源短缺,轻量化是当前汽车领域一个十分迫切的问题。

本文以某汽车扭力梁为研究对象,首先选取实验测试设备,了解实验测试工作原理,搭建实验平台,利用动态信号分析测试系统和模态测试软件LMS,对扭力梁工作应力和自由模态分别进行实验测试,获取扭力梁在扭转工况下的应力以及自由状态下固有频率,借助有限元软件HyperWorks完成了扭力梁有限元模型的建立和仿真分析,通过与实验测试结果对比,验证了有限元模型搭建与数值仿真分析的正确性。

基于正确的有限元模型,进行向前制动、向后制动、侧向左和单侧深坑工况下的约束及力的加载并进行分析,随后分析计算扭力梁优化前的扭转刚度。

以此为基础,分析了部件厚度对扭力梁质量、扭转刚度、最大应力和一阶固有频率的影响,选取纵臂厚度、横梁厚度、弹簧座厚度和轮轴板厚度四个部件厚度参数为优化变量。

采用正交试验优化方法,选用纵臂、横梁、弹簧座和轮轴板厚度为变量因素,以扭力梁质量、扭转刚度、最大应力和一阶固有频率为优化目标,对部件厚度组合进行分析,并将结果进行仿真分析。

由结果得知,采用单一评价指标难以实现扭力梁工作性能指标;随后以其加权组合构建目标函数优化研究,优化结果表明采用扭力梁质量、扭转刚度、最大应力和一阶固有频率的组合加权目标函数进行部件厚度组合优化,能够获得较优的厚度组合,控制其指标在较好的范围,提高扭力梁结构优化效果。

由于响应面法的试验设计比较合理,借助软件Design-Expert建立部件厚度与四个评价目标之间的函数求解部件厚度最优组合,所以,在汽车零部件结构优化研究中应用比较广泛。

采用BBD试验设计将部件厚度组合合理分布,利用响应面法分别建立了扭力梁质量、扭转刚度、典型工况下最大应力和一阶固有频率的二次多项式响应面模型,并对四个模型进行了优化。

某汽车扭力梁强度分析

某汽车扭力梁强度分析通过有限元软件HyperWorks对某汽车扭力梁在侧向工况、扭转工况、制动工况下的情况进行数值仿真，分析扭力梁在各个工况下的应力分布状况，根据后处理云图找出扭力梁在各个工况下的风险点，为后期扭力梁结构优化提供方向和思路。

标签：扭力梁；数值仿真；强度；应力分布；结构优化1 引言扭力梁是汽车底盘中的重要部件，其结构简单，占用空间小，维修方便且价格便宜，被广泛用于前轮驱动的中小型家庭轿车的后悬架系统中，传递着车身与路面各个方向上的作用力。

其自身具有一定的扭转刚度，可以起到与横向稳定杆相同的作用，增加车辆的侧倾刚度，提高车辆的侧倾稳定性。

2 有限元模型的建立扭力梁有限元模型如图1所示。

其中包括衬套管、衬套管加强板、纵臂、横梁、弹簧座、减振器支架、轮毂安装支架、轮毂安装支架加强板等部件，各部件之间通过具有厚度的网格进行焊缝模拟，用具有刚性的rigids单元对轮毂进行模拟，对整个扭力梁采用四边形划分，材料特性：弹性模量=2.1E+05N/mm2，泊松比=0.3，密度=7.89E-09Ton/mm3。

三个工况中分别约束衬套连接车身端XYZ三个方向上的平动；侧向工况中轮心左侧位置未约束，右侧位置约束XYZ方向的平动，在Z方向施加6200N的力施力点为轮胎接地点；扭转工况中轮心左右位置约束Z方向上的平动，在左右轮心处施加强迫位移64.5mm；制动工况中轮心左右位置约束Z方向上的平动在X方向施加10300N的力，施力点为轮胎接地点。

3 仿真结果分析侧向工况中，扭力梁最大应力为420.89MPa，位于弹簧座位置，最大值大于材料屈服极限；扭转工况中，扭力梁最大应力为363.78MPa，位于横梁位置，最大值小于材料屈服极限；制动工况中，扭力梁最大应力为456.76MPa，位于弹簧座位置，最大值大于材料屈服极限；各工况应力云图如图2所示。

在各个工况下受到的最大应力是不相等的，而且各工况下的风险点也是不同，在产品设计的过程中应该注意弹簧座与焊缝相连的拐角部分，因为在侧向工况和制动工况下受力超过材料的屈服極限，在扭力梁工作过程中会产生疲劳断裂，从而造成一定的危险性。

基于灵敏度分析的某扭力梁悬架的优化

基于灵敏度分析的某扭力梁悬架的优化
姜再友，宛银生，周伟，张亦伟
（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心乘用车研究院，安徽材料力学原理推导出某扭力梁悬架横梁的剪切中心，结合空间解析几何变换公式，旨在建立悬架运动
学方程并对其结构参数进行优化，利用偏导数法分析得出悬架结构参数对悬架性能的影响程度，通过分析灵敏度，
ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｈｅｔｓｈｅａｒｃｅｎｔｅｒｉｓｒｅｌｉａｂｌｅ，ａｎｄａｄｍｓａｍｏｄｅｌａｎｄｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｈａｔｔｈｅｔａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｓｉｓｒｉｇｈｔ，ｗｈｉｃｈｐｌａｙａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｍｅｃｈａｎｉｃｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｂａｓｉｎｇｏｎｈｅｔｓｐａｔｉａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｍａｔｒｉｘａｎｄａｎａｌｙｔｉｃｇｅｏｍｅｒｙｔｏｆｓｐａｃｅ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｈｅｔｓｈｅｒａｃｅｎｔｅｒｏｆａｃｅｒｔａｉｎｔｏｒｓｉｏｎｂｅａｍｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇａｉｍｅｄｔｏｇｅｔｈｅｔｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌｅｑｕａｔｉｏｎａｎｄｍｏｄｉｆｙｈｅｔｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｂｙｕｓｉｎｇｐａｒｔｉａｌｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｍｅｈｏｔｄｓ，ｈｅｔｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｆｏｒｍｕｌａｏｆｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｏｈｅｔＫｉｎｅｍａｔｉｃｓｐｒｏｐｅｔｙｒｗｅｒｅｗｏｒｋｅｄｏｕｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｈｅｔｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｆｏｒｍｕｌａ，ｈｅｔｍｏｓｔｉｎｌｆｕｅｎｃｅｓｐｒａａｍｅｔｅｒｓｔｏｈｅｔＫｉｎｅｍａｔｉｃｓｐｒｏｐｅｒｔｙｗｉｌｌｅａｓｉｌｙｇｅｔ，ｂｙｍｏｄｉｌｙｉｎｇｈｅｔｓｅｆａｃｔｏｒｓ，ｈｅｔＫｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｈｉｔｓｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｗｏｕｌｄｂｅｃｏｍｅｂｅｔｔｅｒ．Ｍｏｄｅｌｗｉｔｈｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｔｏｓｈｏｗｈｅｔｗａｙｔｏ

汽车扭力梁失效分析及结构优化

车辆工程技术55车辆技术1　扭力梁研究的意义随着汽车工业的发展，扭力梁式半独立悬架被越来越多的车型所接受，尤其是A 及轿车以及紧凑型SUV。

扭力梁式半独立悬架在汽车行驶在颠簸路面时，左右车轮上下弹跳时会相互牵连，同时产生一定的扭转变形，使悬架性能介于独立悬架与非独立悬架之间，它的结构特点是产品结构简单，制造成本较低，维修容易，易于装配维修，占用空间小，降低汽车底板的高度，增大了后备箱空间，轮胎的磨耗小。

扭力梁作为此款悬架的核心零部件，它的难点在于中间“V”型横梁断面形状的设计，材料属性的选择。

鉴于扭力梁应用广泛，所以如果进行扭力梁的设计及优化改进变得非常有意义。

2　试验失效描述2.1　强化路试失效描述强化路试失效位置是横梁与横梁加强板焊缝收弧处，横梁整体断裂，试验完成里程6067Km，未达到15000Km 强化路试要求。

2.2　台架试验失效描述台架试验失效位置是横梁与横梁加强板焊缝收弧处，裂纹长度30mm，试验累计完成23万次，未达到循环40万次的要求。

3　失效原因分析3.1　台架失效件原因分析台架试验与强化路试失效位置基本相同。

经试验工程师描述，台架试验失效件原始裂纹源是焊缝收弧处（如图1所示），随着试验逐步扩展，试验终止时裂纹长度为30mm。

如果继续试验，裂纹会一直延伸直至横梁断裂。

经初步分析，原始裂纹源锁定在焊接收弧处热影响区。

图1 图2　3.2　路试失效件原因分析3.2.1　观察分析路试失效件裂纹源同样锁定为焊缝收弧处（如图1所示），具体分析如下，图2A 是路试裂纹区域放大形貌，红色箭头指示半月形区域的断口平整，表面因反复摩擦而呈现金属光泽，半月形边缘存在疲劳弧线，如图中黄色箭头所示，为疲劳断裂的宏观形貌。

图 2B 为图 2A 的扫描电镜放大像，图2C 为断口的扫描电镜放大形貌。

在图2C 中可见大部分断口经过研磨和氧化，断口特征已无法辨别。

经以上观察，确定裂纹源为断口处的半月形区域，属于疲劳断裂。

汽车底盘悬架系统的性能分析与优化

汽车底盘悬架系统的性能分析与优化摘要：本文针对汽车底盘悬架系统的性能进行分析与优化研究。

首先，对汽车底盘悬架系统的作用进行了概述，介绍了其在提高行驶舒适性、安全性和操控性等方面的重要性。

接着，对当前常见的汽车底盘悬架系统的类型和特点进行了综述。

随后，通过对悬架系统的性能参数进行分析，并结合实际应用和需求，提出了悬架系统性能优化的关键问题和挑战。

最后，总结了当前研究的进展和未来的发展方向，为汽车底盘悬架系统的性能优化提供了参考。

关键词：汽车底盘悬架系统；性能分析；性能优化；引言汽车底盘悬架系统在汽车工程中扮演着至关重要的角色。

它直接影响着汽车的行驶舒适性、安全性和操控性。

随着对车辆性能要求的不断提高，对汽车底盘悬架系统的性能也提出了更高的要求。

因此，对汽车底盘悬架系统的性能进行分析与优化研究具有重要意义。

1汽车底盘悬架系统的概述：汽车底盘悬架系统是连接车身和车轮的重要部件，主要用于减震、支撑和保持车身稳定。

它起到承载和分散车辆荷载的作用，同时还能够吸收和减少来自路面不平坦和行驶过程中的震动与冲击。

悬架系统直接影响着汽车的行驶舒适性、安全性和操控性，因此，对其性能的分析和优化至关重要。

1.1 悬架系统的作用：悬架系统承担了以下几个主要功能：承载重量：悬架系统通过弹簧和减震器来支撑和承载车辆的重量，保持车身与车轮的合理接触。

减震与缓冲：悬架系统能够吸收来自路面的震动与冲击，提供平稳的行驶感受，减少车辆和乘客的颠簸感。

稳定与操控：悬架系统通过调节车身高度和刚度，提供稳定的行驶特性，保持车辆的操控性能，减少车辆在转弯时的侧倾。

1.2 行驶舒适性的重要性：行驶舒适性是指车辆在行驶过程中对乘客的舒适感受程度。

良好的行驶舒适性能够使乘客在行驶中减少颠簸感和不适感，提供轻松愉悦的乘坐体验。

行驶舒适性对于乘客的满意度和驾驶员的疲劳程度都有着重要影响。

1.3 安全性和操控性的重要性：安全性是汽车最基本的要求之一。

悬架系统直接影响到汽车在急刹车、转弯和高速行驶等情况下的稳定性。

两种工况下扭力梁式后悬架的优化设计

108AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计两种工况下扭力梁式后悬架的优化设计李健　王小美　沈易晨南通理工学院　江苏省南通市　226002摘要：汽车后悬架作为连接车轮和车身的一种装置，对汽车行驶的安全性能与运动性能都有重要影响。

通过对静止、制动两种工况下施加荷载，在有限元模型里添加相应的载荷边界条件并且计算。

对后悬架强度不足部位进行合理的结构优化，以期延长悬架结构的疲劳寿命，满足汽车在不同工况下的使用要求。

关键词：后悬架　有限元　结构优化1　引言随着生活水平的日益提高与现代科技的不断进步，汽车产业也随之进入快速发展期。

汽车后悬架作为连接车轮和车身的一种装置，对汽车行驶的安全性能与运动性能都有不同程度的影响[1]。

然而，在实际行驶过程中，由于强度失效引起的扭力梁式后悬架的疲劳损坏，将直接影响驾乘者的安全[2]。

本文采用有限元分析法针对汽车的静止、制动的两种工况进行载荷施加，添加相应的边界条件，求解扭力梁式后悬架的应力情况。

针对分析结果，对后悬架强度不足部位进行合理的结构优化，以期延长悬架结构的疲劳寿命，满足汽车在不同工况下的使用要求。

2　悬架工作原理典型的扭力梁式后悬架主要由5个部分组成：扭转横梁、纵摆臂、弹簧、减震器与轮毂。

如图1所示为扭力梁式后悬架的结构图：可将扭转横梁视为有一定扭转刚度的弹簧，当由悬架连接的两侧车轮在垂直方向上跳动时，扭转横梁发挥其扭转作用，产生一个控制车轮与车身相对位置的反方向的扭矩。

由于扭转横梁有一定柔性，可使两侧车轮的运动相对独立。

由上所述，扭转横梁可以起到与横向稳定杆同等的作用，从而增加车辆的侧倾刚度，提高了车辆的稳定性[3]。

3　载荷工况的确定本文的载荷分析中使用静止工况和制动工况这两种典型加载工况。

将相应的载荷边界条件施加到已经建好的有限元模型中，并使用求解器对两种工况下的扭力梁式后悬架的静强度进行分析，得出应力云图分布，以便更准确地分析该扭力梁式后悬架的结构强度。

基于灵敏度分析的某扭力梁悬架的优化_张鹏

经过整理可计算出截面切应力为
ＭｚＴｚＦｓＴｄｙｚ＝ τ＝ｄｘＩｔＩｔｚｚ
式中，Ｆｓｔ为截面厚度。ｙ为截面剪力；（）３
，Ｐ，），标为（其坐标ｘｚＰ３为轮胎中心位置，ＰｙＰ１１１，Ｐ，），存在轮轴上一点Ｂ（，ｂ，为（ｘｚｘＰｙＰｂｙ３３３００）。以Ｐ１点为原点设汽车行驶反方向为ｘ轴，ｚｂ０向右为ｙ轴，向上为ｚ轴，建立局部坐标系，则转轴向量为
综合以上各公式结合表中截面的参数可求得剪切中心p211320875812扭力梁数学模型的建立汽车左右轮反向跳动可以看作是轮胎围绕一条轴线的转动此轴线是由剪切中心和与车身的连接点组成的即围绕图p1p2的转动根据上述推导计算可获得剪切中心再假设p1p3为轮胎中心位置其坐标p1点为原点设汽车行驶反方向为轴建立局部坐标系则转轴向量为p1p2设转轴在坐标系中的欧拉角为tx胎轴向量为n0e1e2e0e3e1e3e0e2e1e2e0e3e2e3e0e1e1e3e0e2e2e3e0e1则轮胎轴向量n0绕摆动轴转过nn0e同理轮心点转动之后的坐标p3e因此可以得到前yn外倾角cambznyn轮胎上下跳动量lzpp3此外轮胎接地点是以轮心为原点轮胎半径为半径的球面与轮心垂直于轮心轴线的平面及过轮心轴线平行于xbxaybyazbzaybyaxbxa13灵敏度分析理论上述推导前束角外倾角等参量的过程中都是假设轮心位置与车身连接点的位置是固定的但是汽车设计开发过程中由于空间布置的限制位置结构的设定也受到一定的影响因此需选择对相关硬点坐标影响最大的坐标值进行优化本文使用未知变量值代替p1坐标并且分别对前束角外倾角等未知变量求偏导数可获得灵敏度函数分别为以前束角为例toe按照上述计算方法便可获得随着结构参数的变化前束角等引起的灵敏度变化计算结果可作为优化选择的根据

扭转梁式悬架弹性运动学特性分析与结构优化

扭转梁式悬架弹性运动学特性分析与结构优化李智;赵亮【摘要】以某乘用车厂开发的轻型轿车为研究对象,基于UG,Hypermesh、Adams/car、patran建立样车的扭转梁式悬架刚柔耦合仿真模型,分析悬架弹性运动学特性及其对操稳性的影响,并将其与对标车进行悬架弹性运动性能对比,分析研发车型悬架性能的合理性.采用Adams/Insight建立参数优化模型,并进行结构参数优化设计.结果表明,经过优化结构参数达到了设计要求.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】4页(P57-60)【关键词】扭转梁式悬架;弹性运动学;结构优化【作者】李智;赵亮【作者单位】东风柳州汽车有限公司技术中心,广西,柳州,545005;柳州孔辉汽车科技有限公司,广西,柳州,545000【正文语种】中文0 前言扭转梁式悬架具有悬架结构简单、易于拆装、占用空间少、非簧载质量小，有利于乘坐舒适性、可兼起横向稳定杆的作用等作用，因此在中低端轿车中得到了广泛应用。

运用UG、Hypermesh、Partran软件建立样车的扭转梁式悬架刚柔耦合仿真模型，在ADAMS中对扭转梁式悬架进行弹性运动学特性分析，并将其与对标车进行悬架弹性运动性能对比，找出性能不合理之处，采用Adams/Insight建立参数优化模型，并进行结构参数优化设计。

1 扭转梁式悬架建模及仿真分析1.1 扭转梁式悬架模型采用刚柔耦合的方法建立的仿真模型能更真实地模拟汽车在实际行驶中的状态，因此在UG中建立扭转梁模型，采用Hypermesh对其进行网格划分和材料属性赋予，再导入MCS．Patran对模型进行模态分析计算，最后将其导入Adams/car中建立仿真模型，如图1所示。

图1 扭转梁式悬架刚柔耦合仿真模型1.2 弹性运动学仿真及分析对扭转梁式悬架进行侧向力同向加载、纵向力同向加载、回正力矩同向加载和回正力矩反向加载，仿真结果如图2～8所示。

某商用车扭转梁悬架后桥总成的强度研究

某商用车扭转梁悬架后桥总成的强度研究随着现代商业和物流业的不断发展，商用车作为一个重要的物流工具得到了广泛的应用。

为了满足市场需求，商用车厂家在不断提高车辆质量和舒适度的同时，更加重视车辆的安全性。

其中，后桥总成是商用车中最重要的部件之一，其质量和强度直接影响到车辆的性能和安全性。

在商用车后桥总成中，扭转梁悬架是一种常见的悬架结构。

该结构利用扭转梁将车轮和悬架系统连接起来，通过悬挂弹簧和减震器支撑车身。

因其结构简单、性能稳定等优点，扭转梁悬架被广泛应用于轻型商用车和卡车等车辆中。

然而，扭转梁悬架后桥总成在长期使用过程中也面临着一些问题，如强度不足、易损坏等。

因此，为了提高商用车的安全性和可靠性，需要进行扭转梁悬架后桥总成的强度研究。

在强度研究中，首先需要进行材料强度测试。

选择适合商用车后桥总成的材料并测试其强度，能够保证后桥在行驶过程中受到的离心力、扭矩应力等载荷在允许范围内。

同时，材料选用应兼顾强度、重量和经济性等因素。

其次，在设计后桥总成时，需要考虑到道路条件和行驶载荷等因素，以充分保证后桥总成的强度。

特别是在运输重物时，需要考虑车辆后部的受力情况，以避免扭转梁变形或断裂等情况。

最后，在加工和安装后桥总成时，需要保证工艺规范，以保证后桥总成的精度和强度。

特别是在焊接和加工过程中，需要严格按照工艺流程，防止出现焊接不良等质量问题，否则将会极大地影响后桥总成的强度和使用寿命。

综上所述，商用车扭转梁悬架后桥总成是商用车中最重要的部件之一，其强度直接关系着车辆的性能和安全性。

因此，进行强度研究和设计时，需要充分考虑道路条件和行驶载荷等因素，并且加工和安装时，也应保证工艺规范。

我们相信，随着科学技术的不断发展和进步，商用车后桥总成的强度和可靠性会越来越高，为我们的物流事业做出更大的贡献。

除了以上提到的材料强度测试和设计、加工、安装等方面的考虑，商用车扭转梁悬架后桥总成的强度研究还需要关注以下几个方面：1. 原材料的质量控制。

汽车后扭力梁悬架系统的动态性能优化方法

因而考虑悬架与汽车其他组件相互作用相互影响的情形袁运用有限元法建立汽车后扭力梁悬架系统的动力学方程袁探明汽车后扭力梁悬架系统的振动机理袁确定汽车后扭力梁悬架系统的动态性能优
1 汽车后扭力梁悬架系统动力学模型
扭力梁悬架一般都安装于汽车底盘中袁主要由纵臂尧横梁尧减震器及减震托盘尧轮毂架及衬套组成袁其与汽车车身尧轮胎相互连接且相互影响袁构成了一个复杂的振动系统遥发动机激励通过车身传递到后扭力梁悬架袁路面激励通过轮胎直接作用在悬架上遥因而为更全面深入地研究悬架的动态性能袁有必要将后扭力梁悬架与汽车其他部件组成汽车后扭力梁悬架系统进行研究遥为简化模型袁对该系统进行如下处理院考虑到发动机机体主要由铸铁尧合金铸铁等造成袁车桥为刚性实心结构袁车身是汽车的主体部件袁它们的最低阶模态要高于发动机悬置系统尧车桥悬架系统和排气系统吊挂的模态频率袁因而相对于汽车后扭力梁悬架而言袁可将发动机尧车桥尧车身简化为刚体曰根据汽车动力学袁轮胎载荷与垂向变形基本呈线性关系袁前悬架用于控制车身和轮胎的刚体模态袁且其质量较轻袁后减震器用来缓冲路面的冲击袁因而可将轮胎尧前悬架尧后减震器简化为弹簧阻尼单元曰对于后悬架上的轮毂支架尧减震托盘等一些焊接部件袁将其简化等效在对应的纵臂位置的集中质量和刚度袁并在计算分析时将其叠加到相应单元质量矩阵和刚度矩阵中来表示遥综上袁考虑悬架与汽车其他组件相互作用相互影响的汽车后扭力梁悬架系统
根据式渊 2冤可知袁路面不平度系数及激励频率很
中图分类号：U461
文献标识码：A
文章编号：1672-545X（2019）04-0031-04
Hale Waihona Puke 0 前言化方法遥汽车后扭力梁悬架是汽车的一个重要组成部分袁其动态性能的好坏直接影响到整车的舒适性和安全性袁因而对汽车后扭力梁悬架的动态性能进行优化是十分必要的[1]遥目前袁国内外对汽车后扭力梁悬架的优化研究主要是根据悬架的静态尧动态表现对悬架局部位置进行结构参数的调整遥如陈松尧廖抒华等学者根据强度分析结果对悬架薄弱位置进行了尺寸参数的调整曰 [2-3] 蒋荣超以质量和疲劳寿命为优化目标袁以一阶扭转频率和扭转刚度为约束袁条件对悬架进行了优化[4]曰娄臻亮提出了一种把性能及其稳健性水平纳入多响应的优化方法袁以重量最低为优化目标袁综合考虑悬架的多项性能指标得到悬架的优化解域[5]袁等等遥然而袁在路面激励尧发动机激励等外激励作用下袁汽车后扭力梁悬架的动态性能十分复杂袁因而袁为了对汽车后扭力梁悬架的动态性能进行优化袁有必要建立能够全面反映悬架系统的动态性能与其结构参数尧材料参数及外激励参数之间内在关系的动力学方程袁揭示悬架系统的振动机理袁进而确定悬架系统动态性能优化方法遥但目前这方面的研究鲜有文献报道遥

某车型后扭梁安装支架动刚度优化

2）声腔有限元模型。声腔是车身内部板件围成的密闭空间，包括车内空气腔和座椅腔两部分。声腔采用四面体单元进行离散，材料属性为流体，采用 MAT10 定义。带内饰车身和声腔的有限元模型，如图 2所示。

a TB模型
2020年 2月
声压级（, )）-.
声压级（, )）-.
设计·创新
/,0 分析结果
与底盘连接点动刚度较弱的部位，并与试验相结合，通过优化后扭梁连接点车身侧支架结构，来提高连接点处动刚度，从而降低路面激励向车身的传递，为路噪问题提供了优化思路及改善方案，是整个路噪性能改善课题的重要组成部分。
! 某车型路噪问题介绍
在某车型整车 NVH试验测试评价中，5挡匀速和 3挡急加速工况下车内噪声较大，明显高于标杆车型。
由路噪组成。
声腔有限元模型 2个部分。
- -
技术聚焦
1）TB有限元模型。该模型包括白车身、转向系统、闭合件、座椅及与车身相连的附件等，其中焊缝采用 CWELD单元模拟，点焊采用 ACM单元模拟；衬套采用 BUSH单元模拟，参数为试验测得；螺栓采用 RBE2单元模拟；车身内饰件采用 RBE3+CONM2模拟。
测试结果 !$
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频率)*+
a 后排左侧乘客左耳处
/,0 分析结果
测试结果 !$
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频率)*+
b 后排中间乘客左耳处
/,0 分析结果
测试结果 !$
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