解决框架次梁顶板开裂问题的探讨

车架的作用是支撑和连接汽车的各个部件，承受汽车自身部件的重量，承受冲击、扭曲、惯性力等。行驶时，车架是整车的关键核心部件。尤其是车架的第二根横梁，在保证车架强度和刚度的基础上，需要为前桥和转向器提供安装点。某车型开裂问题发生在转向器安装点倒角处。为了解决这一问题，我部进行了以下调查和分析。

1问题来源

在CAE成形性分析中，某车架第二横梁上板局部开裂，将严重影响零部件质量、整车质量和安全。

2原因分析

通过对标各型号相关结构，并对次梁上板设计结构进行审查分析，得出局部开裂的原因为:(1)次梁上板结构为垂直翻边，为保证与下板焊接贴合，翻边高度为33.5mm，较大，容易拉延薄钢板；(2)靠近开裂部位的翻边轮廓复杂，相邻侧为安装转向器支撑管的凸形结构，延伸至开裂部位的弧形结构为凹形，翻边轮廓起伏较大，成型困难；(3)次梁上板采用高强度钢板，材质为SAPH440，板厚为3mm，成形性有限，在复杂型材处容易出现成形开裂或减薄开裂现象。

综上所述，第二横梁上板开裂的主要原因是:所选品牌和厚度的钢板成形性有限，零件翻边高度大，翻边轮廓波动剧烈，导致成形时出现局部开裂现象。

3方案制定和验证

3.1方案制定

通过分析真正的原因，寻求最佳的解决方案。为了保证第二横梁上板满足车架刚度和强度要求，不允许改变材料，因此需要优化型材结构，制定* * *两个方案如下:方案一:恢复开裂部位附近的凸型材，将凸曲面R角向内移动8mm，通过CAE成型分析解决开裂问题，但另外在凸曲面上设置转向器支撑管。方案二:将开裂部位的凹弧面拉直成平面，使翻边面平缓起伏，凸面与直边相连。经过CAE成形分析，开裂问题也得到解决，变更对安装部位面积没有影响，方案可行。

3.2验证

通过CAE成形性分析，开裂区域消失，问题得到解决，原开裂位置无应力集中。

4结论

这个问题反映出设计零件的结构要结合其材料特性。为了保证其性能，需要使用力学性能更高的材料，但在提高其力学性能的同时，其成形性会下降，这就要求避免设计过于复杂的型材结构。同时需要在设计过程中结合工艺成形性分析，将问题消除在设计阶段，并将此解决方案标准化，为后期类似结构提供参考。

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