柔性化设计半轴的扭转性能、疲劳性能及影响因素.pdfVIP

2O 技术纵横 轻型汽车技术 2015(9／10) 柔性化设计半轴的扭转性能、疲劳性能及影响因素 吴宁生 (南京汽车集 团有限公司汽车工程研究院) 摘 要：欧系轻型商用车在设计上有许多特点，其中后桥全浮式半轴的设计， 具有大扭转角和大扭矩的扭转特性、以及长寿命、轻量化 (以上、下简称：”柔性化 设计半轴 ”)。通过对静扭试验的分析，找出影响半轴扭转角和扭转强度的因素， 以及对疲劳寿命的影响。为推广 ”柔性化设计半轴 ”，提供试验方法和质量管控的 重点。 关键词：汽车 半轴 试验 硬化层 柔性 强度 寿命 推广 1 引言 刻的半轴静扭台架试验标准是质量管控的保证。 从研制开始，到符合静扭试验标准量产，在这 当今随着轻卡高端化、轻量化的趋势，“柔性化设 期间对近 400根 国产化半轴进行了静扭强度试 计半轴”的推广和应用将具有广泛市场。 验，对 “柔性化设计半轴”扭转性能有了较全面的 2 从静扭转特点分析 “柔性化设计 了解。欧系轻型商用车公司 (下简称 该“公司”) 半轴断 口形貌及性能 在台架试验标准方面只有半轴静扭台架试验标 断裂是金属材料最常见、危害最严重的失效 准，评价指标要求：半轴破坏时的扭转角 ≥150~、 模式。由于断口的自然表面提供重要断裂信息，断 破坏扭矩 M ≥汽车暴力起步扭矩 M。而我 国 口分析 中宏观 ：是通过人的IIII或放大镜对宏观 QCT／294—1999《汽车半轴技术条件》仅有静扭失 断口形貌 、位置及裂纹形貌进行分析，具有直观 、 效后备系数K1．8的要求，这就是柔性化设计与 快捷不可忽视；微观：通过金相分析及电镜分析对 传统设计在半轴扭转性能指标的不同。 断口微观组织、形貌进行分析；在全面分析中缺一 柔“性化设计半轴”在吸收传动系统的冲击载 不可。 荷时降低动应力，使半轴承受交变载荷时在持久 对于半轴静扭宏观断 口形貌有人会认为，断 极限应力下工作 (能承受无限次应力循环而不破 口与轴线呈45。的断口(下简称 “正断”)扭转性 坏的最大应力)，从而保证了 “柔性化设计半轴” 能，好于垂直于轴线与轴线呈90。断口(下简称 在整车服役期不损坏，同时对整车传动系起到保 “切断”)，正断断口占多数是常态。实际情况如 护 ，这是 “柔性化设计半轴”特点也是国产化难 何，国产化近400根静扭试验，其中近80％的半轴 点。通过试验找出影响半轴扭转角和强度的因素 断口为切断，其余半轴断口为正断，只有极个别半 及对疲劳寿命的影响。 轴断口为层状。 “该公司”的近200根半轴静扭试 先进的设计理念超越同时代 “日系车”，最苛 验综合报告，其中80％的半轴断口为切断。 轻型汽车技术 2015(9／10) 技术纵横 23 件 ：平均破坏扭转角 为 331。 (最小 为 3．1．2 在 国产化初期，5根半轴静扭试验 ，其 中 205。、最大 b为 387。)；平均Mb为 9653Nm 2—1#、2—5样断 口在距半轴法兰盘 内端面472mm (最小M 为 9114Nm时对应 为 230。、最大 处；2—3#、2—4#断 口虽然不在 472mm处，但均在 M 为 10094Nm时对应 为 387。)。其中67％