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陈 丽1， 常 勇1 ，聂文武1， 郭可涛2
（1.潍柴动力上海研发中心，上海 201114； 2.青特集团技术中心，山东 青岛 266109）
1 后减振器下支架故障及原因分析
某轻型商用车后减振器采用HH 型双筒式型式，布置形式是上端通过支架安装在车架纵梁上，下端固定在焊接于后桥桥壳上的支架上，安装布置形式见图1。在进行整车可靠性道路试验强化路工况行驶约5 700 km 时，减振器下支架与桥壳焊缝部位发生断裂故障，故障照片见图
2。
图1 后减振器安装方式 图2 后减振器下支架故障
减振器的功能是吸收悬架系统垂直振动的能量，并将其转化为热能消耗掉，使振动快速衰减，以提高行驶平顺性。减振器处于拉伸和压缩交替工作状态中，所以减振器支架既承受拉应力，同时也承受压应力。特别是车辆在试验场强化路上行驶，工况更加恶劣，现结构支架的刚度和强度不能满足车辆使用要求，造成早期疲劳断裂。 根据下支架断裂故障件的分析，需提高支架的刚度和强度，进一步降低支架下端部位的应力，设计两种优化方案。现有结构见图3，优化方案一见图4，优化方案二见图5。
3 支架优化方案有限元分析
为保证优化方案更加合理，能够满足车辆使用要求，对支架现结构和优化方案进行有限元分析对比。后桥壳及减振器支架使用壳单元模拟，静力分析是缝焊用共节点方法模拟，疲劳分析是建立焊缝单元。（1）约束条件：约束后桥两端123 456自由度。（2）加载
情况：按减振器实车安装角度状态，沿减振器轴线方向施加复原阻力或压缩阻力。支架参数见表1。
摘要: 针对国内某轻型商用车后减振器下支架，在进行可靠性道路试验过程中出现焊缝开裂、脱落，导致后减振器失效，造成车辆舒适性较差。通过CAE 软件对下支架优化方案进行分析对比以及道路试验验证，确认最终改进解决方案。
关键词：后减振器；下支架；应力；疲劳寿命中图分类号：U463 文献标识码：A
Failure analysis and solution of the low support frame of the rear absorber for light commercial vehicle
CHEN Li 1, CHANG Yong 1, NIE Wenwu 1, GUO Ketao 2
（1.Weichai Power Shanghai Research and Development Center, Shanghai 201114 China ； 2.Qingte Group Technical Center ,Shandong
Qingdao 266109 China ）
Abstract : This paper aims at a light commercial vehicle in China rear absorber low support frame, in the reliability road test process appeared weld cracking, falling off from the rear axle housing, resulting in the failure of the post -shock reducer, resulting in poor vehicle comfort. Through CAE software, the lower support frame optimization scheme is analyzed and compared with the road test
verification to confirm the final improvement solution. Key words : rear absorber；low support frame；stress；fatigue life
引言
国内某轻型商用车后减振器下支架采用焊接在桥壳前侧面上，在进行可靠性道路试验过程中出现焊缝开裂，下支架从后桥壳上直接脱落，导致后减振器失效，造成车辆舒适性较差。
收稿日期：2020-10-13
作者简介：陈丽（1975—），女，山东潍坊人，高级工程师。
2020年第6期
山东交通科技
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表1 支架参数
零件名称
LED路灯外壳
材料牌号弹性模量/MPa 泊松比/密度/（kg·m -3
）屈服强度/MPa 抗拉强
度/MPa
减振
器支架
Q355210 000
0.3
7 900
355
500
3.1 静力工况分析
按减振器0.52 m/s 活塞速度下复原阻力的2倍
载荷加载，对3种结构进行分析，应力云图和结果见表
2。
图3
现有结构
图5 优化方案二
图4 优化方案一表2 静力工况分析对比
项目
现结构
优化方案一
优化方案二
应力云图
最大应力值/MPa 520.3296.9213.9
3.2 疲劳工况分析
疲劳工况的应力按减振器拉伸和压缩工况下分析，并进行疲劳寿命分析，载荷按减振器0.52 m/s 活
塞速度下复原阻力和压缩阻力加载，对三种结构进行分析，应力云图和疲劳寿命结果见表3。
橡塑模具表3 疲劳工况下支架应力分析和最小疲劳寿命对比
项目
现结构
优化方案一
优化方案二三维打印
排石床拉伸工况
应力分析应力最大值220.6 MPa 应力最大值296.9 MPa
应力最大值109.8 MPa
压缩工况
应力分析
应力最大值109.6 MPa
应力最大值117.2 MPa
应力最大值51.8 MPa
最小疲劳寿命
微波真空烧结炉
112 055
次循环
213 402次循环
13 001 676次循环
陈 丽， 常 勇， 聂文武， 郭可涛：轻型商用车后减振器下支架故障分析及解决方案
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3.3 有限元分析总结
根据静力工况和疲劳工况分析结果可以看出，优化方案二结构的应力和疲劳寿命性能较现方案有大幅度提升，最大应力值均未超出材料的屈服强度，后减振器下支架采用方案二继续进行道路可靠性验证。
4 优化方案验证
为进一步验证优化后的后减振器下支架是否满足车辆使用要求，按照优化方案二做出样桥，见图6。共完成山路2 000 km，强化路9 000 km 和高速路5 400 km 的可靠性验证，后桥壳及下支架结构完好，见图7，故障没有复现，顺利通过可靠性验证。
5 结语
厌氧胶能用于木材吗针对轻型商用车可靠性道路试验中出现的后减振器下支架出现的故障，通过CAE 分析软件对故障件结构和优化方案进行对比分析，优化方案把最大应力值减小了50%左右，疲劳寿命约提高了115%，为结构优化提供了理论支持。优化后的支架结构通过了可靠性验证并被用户认可，彻底解决了由后减振器下支架断裂和脱落造成减振器失效的故障，提高了驾乘人员的舒适性。
（上接第95页）5 结语
针对预应力混凝土现浇箱梁孔道串浆凿除处理问题，采用数值有限元方式通过取0#块处4 m 的计算长度，并分别考虑不同开槽长度工况，分析了凿除混凝土对箱梁应力状态的影响。（1）横向钢束张拉后凿除板顶部分混凝土会导致该区域横向应力释放，新修补混凝土横桥向处于零应力状态。（2）相对于原设计状态下的4 MPa 压应力，随着凿除长度的增加，翼缘板根部底缘位置横向应力逐渐降低，但正常使用状态下该区域处于受压区，不影响正常使用。（3）车辆荷载作用下处于负弯矩区的顶板与腹板交界处，随着开槽长度的增加，板顶横向应力的变化较小，标准55 t 车辆荷载作用下混凝土拉应力处于0.2 MPa 以下。（4）开槽及不同开槽长度同样对箱梁其他位置
的横向受力状态影响较小，可以忽略不计。
计算结果表明，在给定的计算模式下串浆后顶板纵向开槽对桥梁整体应力状态的改变影响较小，可以忽略不计；开槽处理不影响桥梁后期的正常使用。
参考文献：
1 唐耀祥，李文锋.预应力智能真空循环压浆技术在桥梁工程中的应用［J ］.公路交通技术，2017，33（5）：91-94.
2 邱喜华.桥梁预应力智能张拉控制系统研究［D ］.西安：长安大学，2017.
3 杨乾，陈晓锋.智能张拉大循环压浆施工技术［J ］.公路，2014，59（7）：188-191.
4 王成.大跨径组合梁斜拉桥施工监控与施工技术［D ］.石家庄：石家庄铁道大学，
2018.
图6
验证前的优化样桥
图7 验证后的优化样桥
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