專利名稱：一種用于汽車空氣懸架的懸梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車的承載結(jié)構(gòu)，特別是關(guān)于一種汽車空氣懸架 的懸梁。 技術(shù)背景
已知的空氣懸架用懸梁包括一主體、主體又分為上下分體式，上 片短、下片長，分別選用8mmQ345高強度低合金鋼冷壓成型后再拼焊成 整體，在懸梁的兩端須分別承受集中載荷》35KN。用這種結(jié)構(gòu)構(gòu)成的 懸梁須具有足夠的強度、剛度、安全性和平順性能。但已知的懸梁結(jié)
構(gòu)存在著以下不足-
1、 因在懸梁的兩端受集中載荷，故最大彎矩在中心軸固定端附近， 已知梁由于忽略了集中載荷與均布載荷之區(qū)別，實際行駛中已發(fā)生了 斷裂。
2、 懸梁的上、下片長度不一致，拼合后寬度局部錯位達10mm，且 兩平面均采用氣割切邊，氣割的平面凸凹不平，產(chǎn)生氣割應(yīng)力，上、 下片對合時大部分懸空達10醒，唯一的只靠焊接補充，造成懸梁受力 不平衡；當汽車在行駛顛簸中產(chǎn)生側(cè)向力時，已知梁極易被折斷，顯 然存在著極大的安全隱患。
3、 懸梁截面形狀存在著不合理因素，因各部分受力不均勻，截面 為非(等)變截面，各截面尺寸的抗彎截面系數(shù)不能隨彎矩而變化。 局部橫截面(梁內(nèi))上的最大正應(yīng)力均已超過或大于材料的許用正應(yīng) 力，彎曲成型力不足，因材料未達到充分的塑性變形而剛度和固有頻 率不足，出現(xiàn)翹曲和共振現(xiàn)象； 4、彎曲圓角偏小，不符合材料彎曲工藝要求，成形后圓角內(nèi)部經(jīng) 磁粉探傷檢測有微裂傾向，無疑存在著安全隱患。 發(fā)明內(nèi)容 本實用新型的目的在于提供一種用于汽車空氣懸架的懸梁，它 的橫截面尺寸根據(jù)受力的不同沿軸線變化而變化的等截面梁，使得各 截面上的最大正應(yīng)力基本等于(<)材料的許用應(yīng)力，懸梁具有足夠 的強度和剛度。 本實用新型的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的 一種用于汽車空 氣懸架的懸梁，包括中軸部分、其兩側(cè)有過渡區(qū)部分，中軸部分的截 面是一等截面，過渡區(qū)部分的截面是變截面，其特征是所述的過渡區(qū) 部分是沿著中軸部分軸向伸展逐漸變化且與中軸部分形成夾角的變截 面與中軸部分形成U形的懸梁。 作為本實用新型的進一步改進，中軸部分的截面高為160-180mm、 寬為IOO-130ram、彎曲內(nèi)圓角為8-16mm的矩形截面梁，中軸部分的長 度為600-700 mm。 作為本實用新型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，過渡區(qū)部分是沿著中軸部分軸向伸 展逐漸縮小的變截面。 作為本實用新型的另一種改進，過渡區(qū)部分與中軸部分形成夾角 a為4(^60° ，變截面沿著軸向形成的夾角P為4-10° 。 本實用新型結(jié)構(gòu)，先按強度條件選擇截面再按剛度條件校核，橫
截面尺寸是沿軸線變化的等截面梁，各截面上的最大正應(yīng)力基本等于
或小于材料的許用應(yīng)力，從而提高了梁的剛度和固有頻率，無翹曲和 共振現(xiàn)象，經(jīng)國家客車檢測中心檢測疲勞試驗次數(shù)大于87萬次，達
到并超過國家QC/T533-1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗》的50萬次標準。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。


圖1是本實用新型的懸梁主視圖。
圖2是圖1的俯視圖。 圖3是本實用新型中軸部分的A-A剖面圖。 具體實旛方式
由圖1知，本實用新型包括中軸部分1、其兩側(cè)有過渡區(qū)部分 3，中軸都分1的截面是等截面，過渡區(qū)部分3的截面是沿著主體部分 1兩端軸向伸展逐漸變小且與中軸部分1形成一定夾角a ，與中軸體部 分1形成U形的懸梁。截面變化的大小按強度條件先考慮再按剛度條 件決定。過渡區(qū)部分3的橫截面尺寸是沿軸線變化的等截面梁，各截 面上的最大正應(yīng)力基本等于或小于材料的許用應(yīng)力，再經(jīng)有限元(仿 真)分析后定案。
由圖2知，本實用新型的最大彎矩在距中心軸部分300mm固定端 處。提高梁抗彎強度的主要指標有兩個即降低彎矩MAX、提高抗彎截 面系數(shù)WZ，因而粱內(nèi)最大彎矩處的加強筋布置是否合理尤顯重要,根據(jù) 承載能力的不同其范圍控制在600-700 ram之間，較佳范圍為650-700 mm,過渡區(qū)部分3與中軸部分1所形成夾角的a為40-60° ，最好為
45-55° ;變截面沿著軸向形成的夾角e為4-10° ，較佳為4-8° 。
由圖3知，圖3是圖1的中軸部分1的A-A向剖面圖，中軸部分1 的截面高為160-180ran、寬為100-130咖、的矩形截面。本實施例以高 為170mm、寬為120mm截面形狀較佳，經(jīng)國家客車檢測中心疲勞試驗檢 測后予以證明疲勞試驗次數(shù)大于87萬次。彎曲內(nèi)圓角為8-16mm，彎 曲圓角小于8，不符合材料彎曲工藝要求，成形后圓角內(nèi)部經(jīng)磁粉探傷 檢測有微裂傾向，肉眼看不出，只有磁粉探傷方能看見，無疑存在著 安全隱患。因此確定合理的彎曲圓角尤為重要，彎曲圓角確定在8-16mm 范圍內(nèi)，避免了因材質(zhì)局部組織不均而發(fā)生微裂的安全隱患。
懸梁的原材料嚴格選用Q345D、E級,它們的P和S含量均《0. 03%, 因Q345鋼的質(zhì)量等級有五種分別為A、 B、 C、 D、 E，同類懸梁均選 用的A、 B兩種。因這兩種的有害元素P和S含量均》0.04y。，有害元 素P雖能顯著增加鋼板的強度，但同時也增加了脆性，并有偏析傾向， 會形成較多的帶狀組織，對沖壓性能不利，且易斷裂。S會形成硫化物， 對板料的沖壓性能無疑是有害的。
本實用新型的截面尺寸是沿軸線變化的等截面梁，各截面上的最 大正應(yīng)力基本等于或小于材料的許用應(yīng)力，從而提高了梁的剛度和固 有頻率，無翹曲和共振現(xiàn)象。
除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等 同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種用于汽車空氣懸架的懸梁，包括中軸部分(1)、其兩側(cè)有過渡區(qū)部分(3)，中軸部分(1)的截面是等截面，過渡區(qū)部分(3)的截面是變截面，其特征在于所述的過渡區(qū)部分(3)是沿著中軸部分(1)軸向伸展逐漸變化，與中軸部分(1)形成夾角的變截面，且形成U形的懸梁。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車空氣懸架的懸梁，其特征在 于所述的中軸部分(1)的截面是高為160-180mm、寬為100-130ram、 彎曲內(nèi)圓角為8-16ran的矩形截面，中軸部分(1)的長度為600-700 mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車空氣懸架的懸梁，其特征在 于所述的過渡區(qū)部分(3)是沿著中軸部分(1)軸向伸展逐漸縮小的 變截面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車空氣懸架的懸梁，其特征在 于所述的過渡區(qū)部分(3)與中軸部分(1)形成夾角a為40—60° ， 變截面沿著軸向形成的夾角P為4-10° 。
專利摘要一種用于汽車空氣懸架的懸梁，包括中軸部分(1)、其兩側(cè)有過渡區(qū)部分(3)，中軸部分(1)的截面是等截面，過渡區(qū)部分(3)的截面是變截面，其特征在于所述的過渡區(qū)部分(3)是沿著中軸部分(1)軸向伸展逐漸變化，與中軸部分(1)形成夾角的變截面，且形成U形的懸梁。本實用新型結(jié)構(gòu)，截面按強度條件選擇截面再按剛度條件校核，橫梁截面尺寸是沿軸線變化的等截面梁，各截面上的最大正應(yīng)力基本等于或小于材料的許用應(yīng)力，從而提高了梁的剛度和固有頻率，無翹曲和共振現(xiàn)象，疲勞試驗次數(shù)大于87萬次。
文檔編號B60G11/28GK201176113SQ200720037500
公開日2009年1月7日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者帥啟林, 陳法龍 申請人:鎮(zhèn)江法爾車輛空氣懸架部件有限公司