副车架是连接悬架和车身的装置。是悬架和车身之间的缓冲装置。严格一点来讲,副车架其实是属于车身的。下面主要从功能引出设计的要求。
功能一:承载、传力
1、车体的重量主要有减振器、螺旋簧、副车架、摆臂承载。副车架在其中承担一部分载荷;
2、传递悬架和车身之间的力和力矩。简单举个例子,转向的时候,力的传递路线为转向拉杆-转向节和车轮-摆臂-副车架-车身,从而实现转向。
基于以上两个功能,需要什么性能来体现呢?那就是本体的强度和疲劳。强度体现的是在受到单次力的情况下抵抗变形的能力。疲劳体现的是在受到多次力的情况下抵抗变形的能力。一般在设计过程中,针对静强度和疲劳都会先进行严格的CAE仿真分析,分析完后还需要做副车架本体的DV验证,悬架台架耐久验证,整车耐久路试。在经过严格的测试后,副车架的疲劳和强度性能才可以算作设计完成。
功能二:缓冲悬架和车身之间的振动和受力
副车架作为传力的主要通道,需要起到隔离振动但是又不能和整车振动频率共振。
从隔离振动来说,需要副车架有一定的刚度。这个刚度是由橡胶衬套(有些车没有)和副车架本体共同实现的。它们之间是并联的关系。
从不发生共振来说,要求副车架有一定的模态以避免共振。模态的话一般会要求前三阶。
功能三:提供安装点
一般副车架上都会安装动力总成、转向机等部件。实现需要的性能也是刚度、强度、疲劳、模态,原理见上。
功能四:实现碰撞性能的优化
一般在碰撞的时候,会有希望碰坏的部分,也会有希望被保护的部分。由于前副车架布置在驾驶仓前部,所以很多碰撞的时候会期望副车架的某一部分断裂,缓冲受力,从而保护行人。这样,有些副车架的纵梁部分会设计一定的薄弱区域,俗称吸能槽。当然有些部分会加强以保证碰撞。总之,这部分按照公司碰撞部门的要求来尽可能满足。毕竟碰撞性能是安全法规,是一辆车安全性最直接的体现。
总结一下,副车架需要设计的性能包括如下:
强度、疲劳、刚度、模态、吸能。当然一些其他的如间隙要求等是所有件设计的时候都要考虑的,在此就不再多说了。
希望对你有帮助。
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