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分离某车型悬架系统横向管制臂和副车架连接紧固件的安排，先容了一种基于载荷的紧固扭矩的祈望法子。剖析了零部件处事载荷、支架刚度和空隙、争持副争持系数、残剩预紧力、预紧力和紧固扭矩的关连，为办理螺栓松动引发的异响和零落等题目供应了理论根据妥协决路径。

国内自立品牌汽车初期的安排开辟处于逆向开辟阶段，紧固件的规格尺寸、材料、机器功用等第、表面管教、装置扭矩都是直接遵照对标杆车型断定的。

跟着国内自立研发手艺的前进和产物原料擢升的需求，因紧固件扭矩安排引发的松动和异响等题目一贯搅扰着产物开辟工程师，是以系统性祈望和剖析紧固扭矩显得特别危害。本文以某多连杆后悬架的横向管制臂与副车架装置点为例，先容了一种基于载荷的紧固扭矩祈望法子。

载荷祈望和剖析

车辆在哄骗过程中，各部件的受力情况因道路情况的千差万别而不同。在工程安排阶段，载荷讨取广大存在有两种路径，第一种是基于道路载荷谱搜聚取得车辆在实验场种种路面下的轮心六分力和轴头加快率、悬架位移等记号，将随机载荷分解到各硬点。

第二种是极限工况法，在轮心处或轮胎接处所加载准则加快率（见表1），借助于ADAMS等多体动力学祈望软件祈望出各零部件和关键部位的载荷。

前者具备明确牢靠的长处，但需求制做样车搜聚载荷谱、存在着开展机遇晚的缺陷；本文基于极限工况法求解连贯点载荷。

表1仿真工况（极限工况）

遵循悬架布局表率、关键硬点参数、四轮定位参数、弹簧刚度、衬套暖和冲块刚度等（见表2），在ADAMS软件中创立汽车悬架多体模子，见图1。

表2后悬架根基参数

图1后悬架多提动力学模子

过程运算求解得出悬架系统各零部件和紧固部位的受力，某多连杆后悬架的横向管制臂与副车架连贯点的受力见表3。

表3载荷讨取成果（整车坐标系）

装置部位的轴向刚度祈望

布局件的连贯安排成“三明治”。如图2。为了餍足装置工艺的请求，两部件之间广大存在0.5～1.5mm空隙，螺栓打紧后，其空隙消除，钣金件的回弹力低沉了螺栓可有用哄骗的预紧力。在祈望紧固扭矩时，此项要归入祈望。

图2罗纹连贯罕见布局断面图

取得装置点的部分轴向刚度是量化祈望的前提。基于有限元想法祈望剖析，哄骗软件音信：

前管教软件：HyperMesh

求解器软件：Abaqus

后管教软件：HyperView

有限元模子音信：

（1）模子分割：钣金件采取SHELL模仿，螺栓采取RBE2连贯，单位和节点数目适中，单位原料餍足求解器请求；

（2）单位阶次：为擢升祈望光阴，采取线性单位；

（3）模子单位：长度mm，力N，原料t。有限元模子如图3所示。

图3横向管制臂装置支架有限元模子

有限元剖析的材料数据，材料：SAPH，弹性模量：1.96E+05MPa，泊松比：0.29，降服强度：MPa，抗拉强度：MPa。

遵循刚度祈望公式k=f/δ

取较小值k=.95N/mm。位移量祈望云图如图4和图5所示。

图4横向管制臂装置支架位移量祈望云图

1N做使劲下单侧位移0.mm

图5横向管制臂装置支架位移量祈望云图

1N做使劲下另一侧位移0.mm

最小预紧力的祈望

在争持型连贯中，连贯副拧紧后造成的预紧力使被连贯件之间密切分离，靠分离面的争持力防范被连贯件互相滑移。

预紧力的巨细以及多紧固件连贯的一致性对连贯副的牢靠性即紧固件承载状况影响极大，假若预紧力达不到请求，就不能造成规则的争持力，也就不能起到预订的拧紧影响。

为了保证螺栓在受载时，被连贯件不产生相对运动（囊括滑动、转移和轴向载荷的释放），最小残剩夹紧力要餍足下列请求：

式中：

FQ/qF·μTmin反映的是防范被连贯件滑动的夹紧力请求；

MY/qM·ra·μTmin反映的是防范被连贯件转移的夹紧力请求；

F轴向载荷反映的是被连贯件的轴向载荷，即表3中的Fx；

ra——争持半径；

FQ——横向载荷,对应表3时，FQ=SQRT(Fy2+Fz2)；

MY——改变载荷,即表3中的Ty；

qF——争持副数目；

qM——改变载荷争持面数目；

μTmin——来往面的最小争持系数，遵循争持学手册也许盘诘到大部份罕见的争持系数。

图6Schatz多功效螺栓紧固实验系统

图7衬套布局图

将衬套内管安置于Schatz多功效螺栓紧固实验系统（图6），拧紧速率、垫片硬度等影响争持系数的丈量成果，测试法子遵照GB/T.3-《紧固件扭矩-赶紧力实验》，实测不同状况时的争持系数。带齿的衬套端面与过程喷涂管教的准则模样件的争持系数为0.4~0.55；不带齿的衬套端面与过程喷涂黑漆管教的准则模样的争持系数为0.15~0.16。

为了在钣金件上压出槽型，造成互锁，请求内套管具备充实的硬度HRC50～55，罕用抛丸渗碳工艺。

基于表3的处事载荷，争持半径10mm，最小争持系数0.4，争持副数目2，遵循公式1，也许得出3种工况下的最小残剩预紧力如表4。

表4预紧力祈望过程

单侧过深坑工况下，需求的残剩预紧力最大，为保证此工况下螺栓不松动，取残剩预紧力为20.6kN。

遵循装置点的轴向刚度k和装置空隙量s，祈望得出装置支架的回弹力。

F弹性回弹力=k×s=N/mm×1.7mm=N

是以螺栓的最小预紧力需求是24.kN

整车坐标系和螺栓理论装置场所不同，预紧力祈望的轴向载荷和横向载荷以及改变载荷抉择而有所不同。

螺栓型号选定和紧固扭矩祈望

4.1螺栓型号选定

安排者界说平安系数时，一般情况下：静态载荷时取平安系数SG≥1.3，FQ和或MY交变的动态疲惫载荷时取平安系数SG≥1.8。

遵循螺栓最小预紧力的请求24.kN，动态疲惫载荷，是以取平安系数1.8，螺栓的处事预紧力45kN。

遵循表5可开始采用8.8强度等第的M14螺栓、10.9强度等第M12、12.9强度等第的M8螺栓。从成本和轻量化两个角度归纳斟酌，选定10.9强度等第M14螺栓。

4.2紧固扭矩祈望

遵循QC/T-《汽车用罗纹紧固件紧固扭矩》上的界说T=K×F×d，F为预紧力需求，d为罗纹规格。

式中：

φ——罗纹升角；

ρv——罗纹当量争持角，ρv=arctanfV；

fV——罗纹当量争持系数；

μs——罗纹争持系数；

μw——螺栓头争持系数；

fc——螺母/螺栓头支承面间的争持系数；

d0——被连贯件孔径；

d——公称直径；

d2——罗纹中径；

Dw——螺母六方内切圆直径；

P——螺距。

争持系数请求在0.10～0.16，则拧紧系数K在0.～0.领域。最小装置扭矩确实定,取K=0.，d=12mm，F=45kN，得最小装置扭矩Tmin=N·m。

遵循装置用具的精度，参照表6斟酌经济性和装置精度的请求界说装置精度为5%,是以界说的装置扭矩为±6N·m。

4.3螺栓功用校核

拧紧状况下，螺栓受拉应力和改变切应力。遵循第三强度理论，取低争持系数，最大紧固扭矩，最大预紧力前提下校核。

螺栓的长度遵循被连贯的尺寸而定，表面管教遵循防腐和环保的请求而界说。螺栓的功用等第、尺寸、表面管教、装置扭矩断定。

归纳

过程理论祈望得出的成果和参考对标车的数据根基一致。况且在道路经久实验和顾主哄骗过程中未产生松动。

这充足解说了祈望模子、系数拔取是对比正当的。要完成正当的罗纹连贯，要管制良多参数，比方争持系数安稳性的管制、被连贯件的装置空隙、拧紧用具的精度等。

由于此祈望过程并没有斟酌下列要素：内嵌和材料松驰引发的扭矩没落，螺栓在曲折载荷下的轴荷再分派，外界温度引发的膨胀和紧缩等要素，是以模子的明确性需求进一步修改。别的，本文设定的榜样工况需求分离道路载荷谱进一步验证。

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