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座式阻尼弹簧减振器的疲劳寿命及使用要求
2018-02-04IP属地 火星57
对于一些独立悬架结构的汽车,座式阻尼弹簧减震器支座通过弹簧及减震器,不但承担发动机、车身、底盘、货物和乘客的质量,还承受汽车行驶过程中由于车速、路面激励造成的动载荷,以及减震器撞击限位块造成的冲击载荷。因此,其可靠性不仅关系到整车能否正常运行,而且还关系到整车安全性。以往的设计方法多通过经验与类比来确定参数,其计算量大且结果的可靠性不高。随着信号采集技术水平的提高,可以准确、客观地获得结构危险部位的动态载荷谱以及与之相关的信号;随着现代疲劳理论和计算机的发展,不仅可以预测危险部位的使用寿命,而且可以分析造成结构危险的原因,对于提高汽车可靠性,改进设计具有重要意义。 针对某汽车在行驶过程中减震器支座出现的疲劳开裂现象,采用实车实地对其载荷谱及相关信号进行了采集,并对采集到的信号进行了对比分析,给出了疲劳失效的原因;结合减震器支座的疲劳特性及其载荷谱,采用现代疲劳理论,对不同使用条件下减震器支座的疲劳寿命进行了计算,同时,针对分析结果提出了相关建议。 减震器支座开裂位置导致开裂可能有两方面的原因,一是在使用过程中由于开裂位置所受载荷,即应变过大造成的,这种过大的应变是由于减震器或弹簧施加于支座的载荷过大造成的,而减震器施加于支座的过大载荷,可能由于使用不当(超载、轮胎气压过高),也有可能设计过程弹簧过软,路面对其冲击过大,或减震器失效,在拉伸行程中动载过大,使减震器支座承受较大的拉载荷造成;二是由于减震器支座本身设计不合理或材料不合格,达不到规定的承载能力造成。 结合上述分析,为了确定开裂的具体原因,对关键部位的载荷谱和信号进行采集。首先需要对座式阻尼弹簧减振器开裂部位的应变进行测试,采集测试位置的载荷谱,以便对其疲劳寿命做出定量评价;其次对减震器所受的垂直载荷进行测试,以确定减震器对其支座疲劳寿命的影响。另外,为了保证试验过程中采集到的信号的真实可靠性,还对与关键信号相关的其它信号进行了采集,这里不再赘述。 减震器损坏会使减震器支座的疲劳寿命下降99%还多。对于双向筒式减震器,它不仅在拉伸行程起到减小汽车垂直方向冲击载荷的幅值的作用,而且在压缩行程也起作用。如果是在压缩行程失效造成支座疲劳寿命下降,可以通过提高弹簧的刚度等方法来提高其疲劳寿命;如果是拉伸行程造成的,可以通过调节减振器阻尼系数的方法解决上述问题。从理论上讲,应该是拉伸行程是造成的疲劳寿命下降的主要原因,因为压缩行程起主要作用的是弹簧,而不是减震器,为了对这一问题得到进一步证实,需要对支座的应变与减震器的垂直载荷进行对比分析。 通过以上分析,可以得到如下结论: (1)汽车在试验场根据规范进行的可靠性试验,对减震器支座造成的疲劳损伤,要小于实际使用条件下减震器支座的疲劳损伤。这说明,在某些情况下,尽管汽车的可靠性满足国家试验规范要求,但不一定满足用户的实际使用要求,因而在汽车设计过程中,需要对用户的实际使用需求进行调查试验,不应把满足使用规范作为最高准则。 (2)汽车行驶过程中,轮胎气压、减震器的状况会对减震器支座的疲劳寿命有较大影响,应该使汽车在轮胎规定气压下行驶。 (3)减震器的损坏会对支座的疲劳寿命造成致命的影响,其疲劳寿命会比正常使用条件下降99%还多,因而在使用过程中减震器损坏后要及时更换。 (4)汽车行驶过程中,不仅座式阻尼减振器拉伸行程会对其支座造成很大冲击,使支座产生塑性变形,压缩行程同样会造成支座塑性变形,加速支座的疲劳损坏。减震器拉压行程的阻尼特性应引起同样重视。 泊头市恒天减震器制造有限公司(http://www.htjzq.com)产品座式阻尼弹簧减震器,吊式弹簧减振器,可调式弹簧减震器,阻尼弹簧吊式减震器品种齐全、价格合理,以多品种经营特色和薄利多销的原则,赢得了广大客户的信任。 |