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高强钢汽车转向节淬火组织转变

材料热处理学报 2024年第4期45卷 197-206页

作者：邓庆文陈荣创吕镓均张运军张春王敏湖北三环锻造有限公司湖北襄阳441700 湖北汽车工业学院材料科学与工程学院湖北十堰442002 湖北隆中实验室湖北襄阳441000

为模拟高强钢转向节淬火后的微观组织和硬度分布,使用Jmatpro软件计算了42CrMo钢的热物性参数和等温转变曲线,获得了42CrMo钢的珠光体、贝氏体、马氏体转变动力学模型参数。基于Comsol软件建立了42CrMo钢淬火过程的传热、相变多场耦合... 详细信息

为模拟高强钢转向节淬火后的微观组织和硬度分布,使用Jmatpro软件计算了42CrMo钢的热物性参数和等温转变曲线,获得了42CrMo钢的珠光体、贝氏体、马氏体转变动力学模型参数。基于Comsol软件建立了42CrMo钢淬火过程的传热、相变多场耦合有限元分析模型,模拟了转向节在PAG(聚烷撑乙二醇水溶液)中淬火冷却的过程,获得了温度、微观组织和硬度分布。分析了锻件杆部淬火后的硬度和显微组织,并与模拟结果进行对比。模拟结果表明:锻件杆部表面主要为82.1%的马氏体和17.9%的贝氏体,硬度为31.9 HRC,心部主要为15.9%的马氏体、72.5%的贝氏体、9.1%的铁素体和2.5%的珠光体,硬度为26.8 HRC。试验测得的锻件表面硬度最高为32.0 HRC,心部硬度最低为26.4 HRC,表面的组织为短板条状马氏体和部分粒状下贝氏体,心部为针状马氏体、羽毛状上贝氏体和铁素体,模拟结果与试验结果基本吻合,表明建立的多场耦合有限元分析模型能准确预测高强钢转向节锻件淬火微观组织和硬度分布。

关键词：转向节淬火组织转变高强钢硬度

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铝合金汽车转向节精密铸造工艺研究

精密成形工程 2024年第3期16卷 181-187页

作者：赵海涛甘万兵晏洋席小龙姚会婷陈毅丁华锋湖北三环锻造有限公司湖北襄阳441700 湖北文理学院汽车与交通工程学院湖北襄阳441053

目的对某铝合金汽车转向节的精密铸造工艺进行设计与优化研究,以得到合格的铝合金汽车转向节的精密铸造工艺方案。方法结合铝合金转向节铸件的结构特征、铸件材料特性和铸造经验,在转向节铸件主体部和鹅颈部各开设一个内浇口,设计了铝... 详细信息

目的对某铝合金汽车转向节的精密铸造工艺进行设计与优化研究,以得到合格的铝合金汽车转向节的精密铸造工艺方案。方法结合铝合金转向节铸件的结构特征、铸件材料特性和铸造经验,在转向节铸件主体部和鹅颈部各开设一个内浇口,设计了铝合金转向节初始浇注方案;通过在初始工艺方案中铸件缺陷较严重的区域设置补缩冒口、在铸件顶部增设排气道等措施给出了铝合金汽车转向节的优化浇注方案,基于ProCAST软件建立了铝合金转向节精密铸造2种浇注方案的有限元模型,对铝合金转向节精密铸造的充型过程、凝固过程及缩孔缩松特性进行了数值模拟与分析。结果铝合金转向节铸件初始浇注方案的充型过程相对稳定流畅,铸件在凝固过程中有孤立液相区的形成,完全凝固后铸件中间部位存在大面积缩松缩孔缺陷;优化浇注方案能够控制金属液的流动、充型顺序及凝固特性,铸件的整个凝固过程基本呈中间对称分布,最后凝固区域位于补缩冒口内部,最大缩孔缩松率控制在2%以下。结论优化浇注方案的设计合理且有效,能够有效地消除铝合金转向节铸件的缺陷。

关键词：铝合金转向节精密铸造铸造缺陷工艺设计数值模拟

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转向节锥面球头销装配力矩衰减研究

汽车工艺与材料 2024年第2期 33-41页

作者：程稳正苟黎刚余小巧张俊宋子华吉利汽车研究院(宁波)有限公司宁波315000

为解决某乘用车转向节锥面球头销连接在试车场试验中出现的异响问题,提出一种基于虚拟仿真的解决方法。首先根据路谱载荷极值,仿真接触面积变化趋势,找出接触面分离临界预紧力;仿真交变工作载荷作用下的残余预紧力,将残余预紧力控制在... 详细信息

为解决某乘用车转向节锥面球头销连接在试车场试验中出现的异响问题,提出一种基于虚拟仿真的解决方法。首先根据路谱载荷极值,仿真接触面积变化趋势,找出接触面分离临界预紧力;仿真交变工作载荷作用下的残余预紧力,将残余预紧力控制在临界预紧力以上,以规避接触面分离过大导致异响;最后通过接头试验确定拧紧工艺。结果表明:该方法能够重新定义拧紧力矩,有效解决了路试异响问题。

关键词：力矩衰减转向节锥面球头销异响

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一种盘式转向节加工生产线的工艺设计

锻造与冲压 2024年第11期 41-43页

作者：刘国伟湖北神力锻造有限责任公司

汽车转向节是汽车转向系统中的一个重要零件,是汽车前轮导向及承载部分的关键零件之一,它将方向盘转动的角度值有效地传递到汽车前轮上,实时控制汽车行进的方向,从而保证汽车安全、准确无误地运行。其轴颈部与前轮相连;叉架部的主销孔... 详细信息

汽车转向节是汽车转向系统中的一个重要零件,是汽车前轮导向及承载部分的关键零件之一,它将方向盘转动的角度值有效地传递到汽车前轮上,实时控制汽车行进的方向,从而保证汽车安全、准确无误地运行。其轴颈部与前轮相连;叉架部的主销孔通过主销与汽车前轴相连;叉架部还与转向节臂相连,使汽车获得正常的灵活转向;此外,对于盘式转向节,两翼部及其上的孔,用于固定盘式制动器,为汽车提供制动力。转向节的几何形状比较复杂,需要加工的几何形体比较多,各几何表面之间位置精度要求较高,其加工精度的高低直接影响到汽车运行中的转向精度和行驶平稳性。

关键词：汽车前轮转向节汽车转向系统盘式制动器汽车运行制动力加工生产线几何形体

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轿车转向节强度及疲劳寿命分析

农业装备与车辆工程 2024年第1期62卷 100-104页

作者：丁元章丁福生武磊张房磊长三角新能源汽车研究院有限公司江苏盐城224000 盐城工学院汽车工程学院江苏盐城224051

以轿车转向节为研究对象,通过不平路面、紧急制动、侧滑3种典型工况确定其工作载荷。利用有限元分析法进行静强度计算,结果表明转向节的最大应力为100.7 MPa,小于材料屈服强度207 MPa,满足静强度要求;采用简化载荷谱对转向节进行疲劳分... 详细信息

以轿车转向节为研究对象,通过不平路面、紧急制动、侧滑3种典型工况确定其工作载荷。利用有限元分析法进行静强度计算,结果表明转向节的最大应力为100.7 MPa,小于材料屈服强度207 MPa,满足静强度要求;采用简化载荷谱对转向节进行疲劳分析,结果表明,在紧急制动工况下,转向节的疲劳寿命为2.3×10^(6)次,符合设计要求。在开发初期应用有限元分析方法进行汽车转向节分析有利于缩短零件设计周期并降低成本。

关键词：转向节疲劳强度分析有限元

转向节疲劳寿命评价及其局部裂纹尺寸的概率分布

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东北大学学报（自然科学版） 2022年第6期43卷 864-871页

作者：周逸夫李鹤东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室辽宁沈阳110819

转向节的作用是传递和承受汽车的前部载荷,支承和驱动前轮绕主销转动,使汽车转向.针对仍处于开发阶段的某麦弗逊式转向节的疲劳失效问题,提出了一种对其台架试验结果进行评估的方法,根据转向节在系统中的实际连接情况分多工况进行了疲... 详细信息

转向节的作用是传递和承受汽车的前部载荷,支承和驱动前轮绕主销转动,使汽车转向.针对仍处于开发阶段的某麦弗逊式转向节的疲劳失效问题,提出了一种对其台架试验结果进行评估的方法,根据转向节在系统中的实际连接情况分多工况进行了疲劳台架试验,利用Weibull分布理论结合N_(50%),N_(90%)标准对转向节的失效循环次数分布进行了评价,同时推导了一种局部疲劳裂纹尺寸的概率分布预测模型,并利用实测试验数据验证了所推导预测模型的适用性.

关键词：转向节前悬系统疲劳试验 Weibull分布裂纹尺寸分布

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转向节耐久性试验系统设计与分析

机械强度 2022年第6期44卷 1435-1442页

作者：罗雅梅杨练根王斌邵光保何涛朱永平湖北工业大学机械工程学院武汉430068 湖北三环锻造有限公司襄阳441700

传统的转向节耐久性试验台只能进行单轴加载试验,不能完全模拟实际路况下转向节的受力状况。针对此问题,提出了一种模拟实时路况、四轴加载的转向节耐久性试验系统。首先构建了试验系统机械部分的三维模型,对立柱的强度进行了设计并对... 详细信息

传统的转向节耐久性试验台只能进行单轴加载试验,不能完全模拟实际路况下转向节的受力状况。针对此问题,提出了一种模拟实时路况、四轴加载的转向节耐久性试验系统。首先构建了试验系统机械部分的三维模型,对立柱的强度进行了设计并对关键硬件进行了选型;其次利用Ansys Workbench进行模态分析,得到了试验系统的前6阶振型及固有频率,再通过理论计算出轮胎传递给转向节的外界激励频率分别为8.47 Hz和104.4 Hz,与机械子系统的固有频率不一致,验证了试验系统在标准加载频率范围内不会产生共振现象;最后,搭建了试验系统并进行了测试,将采集的数据利用Matlab进行FFT频谱分析,得出加载力的误差最大为0.95 kN,远小于最大允许误差±2.5 kN,频率的平均误差为1.35%。结果表明,转向节耐久性试验系统的性能满足要求,能模拟实际工况,为转向节耐久性试验提供了可靠的理论依据。

关键词：转向节耐久性试验系统模态分析 Ansys

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转向节多轴虚拟试验台架载荷谱应用研究

机械强度 2023年第1期45卷 198-208页

作者：杜建黄丽美魏敏先董国疆三一重机试验检测中心昆山215300 河北省特种运载装备重点实验室(燕山大学) 秦皇岛066004

不同类型的台架载荷谱对转向节的疲劳损伤影响规律有所不同,因此探求精确的载荷谱编辑方法仍是亟待解决的重要问题。以经过校验后试验场载荷谱为数据来源,简化了冗余的转向节耐久规范;通过悬架运动学及柔顺性(Kinematics Compliance, KC... 详细信息

不同类型的台架载荷谱对转向节的疲劳损伤影响规律有所不同,因此探求精确的载荷谱编辑方法仍是亟待解决的重要问题。以经过校验后试验场载荷谱为数据来源,简化了冗余的转向节耐久规范;通过悬架运动学及柔顺性(Kinematics Compliance, KC)试验和虚拟迭代法,从静态与动态验证了整车多体动力学模型的准确性;采用时域编辑法,生成了保留时域与频域特征的转向节台架随机谱;基于损伤等效原则创建了转向节四级台架程序谱;从统计转向节关键点各方向的伪损伤值占比出发,以转向节模态试验验证后的有限元模型为载体,搭建了转向节多轴虚拟台架;应用模态应力恢复法,讨论分析转向节虚拟台架下的原始谱、台架随机谱、台架程序谱对其疲劳损伤的影响,结果表明三者激励下的转向节疲劳损伤分布保持一致,台架随机谱与台架程序谱较原始谱最大损伤比分别为0.75和1.7,验证了台架载荷谱编辑方法的准确性,说明了转向节虚拟台架的工程实用性;最后,通过虚拟台架传递矩阵确定了引起转向节疲劳损伤的载荷与道路类型,为结构改进提供数据支撑。

关键词：转向节多体动力学虚拟迭代台架试验载荷谱疲劳损伤

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转向节锻件枝丫结构淬火裂纹形成机理

金属热处理 2022年第4期47卷 263-267页

作者：杨杰汪西周杰武建祥屈志远代合平彭海军湖北三环锻造有限公司湖北襄阳441700 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 重庆杰品科技股份有限公司重庆401329

通过对42CrMo钢转向节锻件宏观结构分析和裂纹区域微观组织分析,结合锻造、淬火工艺的数值模拟,研究了淬火裂纹产生的原因。结果表明,转向节形状复杂,截面变化剧烈,淬火时易在单枝与高耳结合部位产生应力集中,且该处的结构尺寸处于危险... 详细信息

通过对42CrMo钢转向节锻件宏观结构分析和裂纹区域微观组织分析,结合锻造、淬火工艺的数值模拟,研究了淬火裂纹产生的原因。结果表明,转向节形状复杂,截面变化剧烈,淬火时易在单枝与高耳结合部位产生应力集中,且该处的结构尺寸处于危险敏感尺寸范围内,导致更容易形成横向裂纹。同时金属流线方向与单枝长度方向平行并存在沿金属流线方向的夹杂,导致纵向力学性能低,易产生纵向裂纹。

关键词： 42CrMo钢转向节淬火裂纹金属流线数值模拟