四气囊空气悬架导向机构设计及故障分析

介绍后空气悬架四连杆导向机构的不同布置形式对悬架运动特性的影响。以国内某车型驱动桥空气悬架为例,对后桥移位原因进行分析,得出推力杆球铰的刚度大小不是后桥移位的主因,后桥移位主要与推力杆的安装座移位以及骑马螺栓松动有关的结论。     

基于Abqus-Mooney-Rivlin模型对商用车推力杆的分析

平衡悬架作为目前国内双后桥车型的重要结构,大量应用于公路和工程车双后桥车型。其中推力杆作为平衡悬架连接悬架与车桥、车架的重要零件,其主要作用是克服钢板弹簧(或空气弹簧)只能传递垂直力和侧向力而不能传递牵引力、制动力的问题,并在转弯、凹凸路面产生与扭转相应的反作用力矩。推力杆由胶芯、杆体以及外套组成。胶芯主要由橡胶组成,由于橡胶材料特性复杂,其力学问题的理论计算非常困难,这对推力杆橡胶强度理论计算提出了较高要求。针对上述问题,文主要进行了以下几方面的工作:(1)橡胶元件性能的基础研究。在橡胶材料本构关系的基础上深入研究橡胶材料的参数,根据硬度和弹性模量关系的实验数据,得到橡胶材料硬度与Mooney-Rivlin模型中C1、C2的一般关系,并进一步分析橡胶元件的强度;(2)橡胶件应力应变关系研究。借助有限元和断裂力学分析,对橡胶-金属结构进行研究,分析橡胶在载荷作用下应变的变化,以及推力杆各向刚度,为平顺性分析提供依据;(3)推力杆可靠性分析。模拟各种工况下推力杆的可靠性,保证零部件强度。     

重卡悬架推力杆优化设计分析

重型卡车在使用过程中存在严重的推力杆失效现象,易造成车辆停驶和经济损失.推力杆主要应用于卡车或客车的非独立悬架的单轴或双后桥平衡悬架上,联接着车架与车桥.根据推力杆的结构和承载力的不同分为I字型推力杆和V型推力杆,I字型推力杆在以奔驰、斯太尔平台为主的车型中占绝对优势,而V型推力杆主要在断开式平衡悬架、空气悬架、橡胶悬架系统中得到广泛应用.本文以某重卡车型为例(其基本参数见表1),重点介绍I字型推力杆的优化设计,其分析方法同样适用于V型推力杆的设计. 2推力杆受力分析 2.1各轴垂直载荷分配 根据力和力矩平衡关系列方程,计算得到轴荷分配结果如表2所示.     

某重型自卸车推力杆折弯故障分析

<正>1引言重型自卸车平衡悬架推力杆不仅对车桥有导向、定位作用,还起传力、减振的作用。重型自卸车平衡悬架推力杆实现车架与车桥的定位,保证车桥沿预定轨迹运行;传递来自地面的牵引力、制动力及其相应反作用力矩,同时缓和、抑制路面不平引起的振动、冲击,提高乘员舒适性和货物完好性。某8×4重型自卸车出现多起下推力杆折弯、折断问题,参见图1。本文主要针对此问题进行分析,并提出针对性的解决措施。     

水泥混凝土路面传力杆相关问题的研究综述

水泥混凝土路面接缝破坏为水泥路面的3大病害(断板、错台、接缝破坏)之一,解决的根本办法是在接缝处设置传力杆以提高接缝的荷载传递能力.该文对水泥混凝土路面横向缩缝设置传力杆的必要性进行了阐述,同时对传力杆/混凝土接触界面应力集中和传力杆锈蚀两大主要影响传力杆与路面功能的问题进行了分析,并且介绍了传力杆更换与加装技术.基于以上研究,最后对现行水泥混凝土路面设计规范中传力杆相关条文存在的问题进行了分析,并提出了修改与补充建议.     

中承式系杆拱桥结构优化设计

以邓家窑大桥为背景,研究小边跨、边跨仅有桥面系压重、依靠系杆力克服拱脚水平推力的三跨中承式系杆拱桥的桥型及结构参数的优化。优化后的桥型按部分推力拱设计,系杆力只平衡大部分恒载引起的水平推力;拱肋采用混凝土和钢箱的混合结构;边拱、刚性纵梁和主拱拱脚段组成一个三角刚架,整体承担系杆力。对拱肋内倾角、矢跨比、拱轴系数、系杆力和基础形式等结构参数进行研究,结果表明,拱轴系数对拱脚水平推力的影响很小;系杆力是克服拱脚水平推力的最有效方式,通过技术和经济两方面比较,最终选定4排桩+15 000 kN系杆力的基础形式与系杆力最优组合形式。     

基于ADAMS对商用车推力杆布置及整车平顺性的仿真分析和探讨

平衡悬架作为目前国内双后桥车型的重要结构,目前大量应用于公路车和工程车等双后桥车型。其中推力杆作为平衡悬架连接悬架与车桥、车架的重要零件,是平衡悬架四连杆机构的主要组成部分。平衡悬架四连杆机构实际工作过程中是一个不断运动的状态,推力杆的布置和胶芯刚度会影响整个机构的性能。针对四连杆机构的布置,目前国内外主要存在水平布置以及向下偏摆一定角度布置两种布置形式。为评判平衡悬架四连杆机构对平顺性的影响,采用Adams虚拟样机技术,根据多体动力学原理,以国内某6x4牵引车为原型建立整车仿真模型,通过对平衡悬架四连杆机构布置的调整,以及推力杆胶芯各向刚度的优化,结合国外某知名设计公司平顺性调试用的减速带工况对整车平顺性进行仿真,分析并优化推力杆布置。     

基于FWD传感器时间延迟的水泥混凝土路面接缝传力杆松动量预估方法研究

传力杆是水泥混凝土路面接缝保持传荷能力的重要装置,在外部环境和交通荷载重复作用下传力杆-混凝土的界面将会出现松动,且松动量将会逐步增大,从而导致水泥混凝土路面接缝的传荷能力劣化、水泥混凝土路面的服务寿命降低。现有水泥混凝土路面接缝状况主要通过传荷系数来评估,无法准确判断传力杆是否失效,然而传力杆-混凝土间的松动量能够较好地描述传力杆失效行为。因此,为了能够快速检测评估传力杆-混凝土的松动程度,文中首先依据落锤式弯沉仪FWD(Falling Weight Deflectmeter)在不同工况下的测量结果,发现FWD传感器的测量峰值间存在着一定程度的时间延迟,然后结合有限元模拟分析了传力杆-混凝土松动量不同情况下FWD冲击荷载作用下的水泥混凝土路面板力学响应,确定了传力杆松动量是引起传感器时间延迟的主要因素,由此提出了基于FWD传感器间时间延迟评估松动量的方法,最后根据现场检测结果验证了该方法的可行性。     

水泥混凝土路面传力杆设置间距分析

综合考虑横向接缝传荷、传力杆剪切、传力杆弯曲、水泥混凝土承受的传力杆压力,以及对路面板底拉应力的影响,采用布拉德伯利(R.D.Bradbury)传力杆实用设计验算公式和水泥混凝土路面三维有限元分析程序EverFE,对传力杆设置间距进行探讨。结合试验观测,认为当路面板厚度大于24 cm时,传力杆间距可以适当增大。这对节省传力杆钢筋用量、合理控制公路建设成本具有现实意义。     

基于声发射的混凝土路面传力杆疲劳松动失效机理研究

传力杆装置的疲劳松动是影响水泥混凝土路面结构使用寿命的重要因素。该文通过数值方法研究了车辆轴载作用于板边时传力杆装置的力学特性,在此基础上开发了传力杆的疲劳试验设备,模拟重载交通环境中缩缝最不利位置传力杆的疲劳松动行为,研究了传力杆在不同道路交通荷载条件下的疲劳松动发生机理。研究结果表明:车辆通过缩缝过程中,轮胎与路面接触位置下方传力杆与周边混凝土承载材料间处于高接触应力的加卸载状态;在标准轴载交通环境中,传力杆装置的疲劳松动扩展缓慢;在重载交通环境中,传力杆与混凝土在接触面上持续脱黏,混凝土内微裂纹持续扩展引起材料发生龟裂与剥落,导致传力杆出现疲劳松动;传力杆松动的产生和松动量的增长速率与车辆轴载水平密切相关。     

机场水泥混凝土道面传力杆结构的疲劳破坏研究

为分析疲劳荷载作用下,机场水泥混凝土道面传力杆与周围混凝土间变形和损伤情况,以及传力杆失效机制,使用MTS试验仪对单传力杆结构试件进行了循环荷载加载试验,分析了传力杆结构的变形规律和损伤情况,揭示了水泥混凝土道面传力杆结构的疲劳破坏机制。结果表明,越靠近界面的传力杆位移变化越大;荷载加载初期传力杆变形量大,随荷载增加,变形量渐趋稳定;加载距离越大,传力杆松动量增加速率越大,越容易失效;疲劳加载造成传力杆底部混凝土脱落,并逐渐破坏至失效。     

水平安装误差时传力杆工作性能研究

通过对不同表面处理方式的传力杆和对摆放位置存在偏差的传力杆进行拉拔试验,发现不同表面处理方式中喷塑处理可以最大可能性的满足传力杆的设置要求,同时发现传力杆角度的偏差是造成水泥混凝土路面接缝两侧50cm范围内出现裂缝的主要原因;通过弯曲疲劳试验,评价了不同水平安装误差条件下(0°、5°、10°、15°)的接缝传荷能力衰减...     

板底脱空对水泥混凝土路面接缝传荷的影响

基于路面力学专业有限元软件KENSLABS,建立起板底横缝处存在脱空的水泥混凝土路面双块板设置传力杆的数值模型。在考虑板重和温度翘曲的情况下,阐述了两种脱空形态(接缝两侧均脱空、受荷板一侧脱空)下脱空高度(即初始间隙)的改变对轮载传荷能力的影响,对比研究了在两种脱空形态与板底无脱空时传力杆直径、间距、松动量以及支承模量等参数对传荷能力的影响权重,分析了传力杆非均匀布设对传荷系统的优化效果。结果表明:接缝两侧均脱空、受荷板一侧脱空时,传荷系数随着脱空高度分别呈递增、递减规律,但传荷系数趋于稳定时,接缝两侧均脱空时,板块最大挠度的绝对值更大;不同脱空形态下,传力杆各项参数均与传荷系数呈线性相关关系,传力杆松动量对传荷系数的影响最为显著;不同脱空形态下,传力杆非均匀布设能提高传荷系数,同时减小传力杆承受的最大剪力。板底脱空传荷能力评价宜同时考虑传荷系数和各板块最大挠度值的绝对值,传力杆非均匀布设对传荷系统的优化宜以传荷系数和传力杆所受剪力同时评价。     

轮载及温度梯度下路面传力杆性能研究

传统试验或理论计算以接缝两侧板的弯沉比作为载荷传递效率,得到单根杆传递的最大载荷,该文通过仿真手段直接提取传力杆传递载荷,发现用弯沉比表示载荷传递效率明显偏大,结合接缝两侧板的弯沉比、杆周围混凝土的最大拉压应力,得到轮载和路面层温度梯度下传力杆的性能表现。以此对传力杆的半径、长度、模量等传力杆设计考量因素提出改善意见。     

混凝土路面传力杆疲劳松动行为的试验研究与数值模拟

针对水泥混凝土路面传力杆的疲劳失效问题,从传力杆与混凝土接触面力学性能退化的角度入手,研究了传力杆疲劳失效现象的产生机理与扩展规律。首先,建立了考虑传力杆与混凝土、面层与基层接触面力学行为的水泥混凝土路面三维有限元模型,研究了多种车辆轴载作用于板边时传力杆装置的力学特性;其次,开发了传力杆与混凝土接触面力学性能试验系统,设计了传力杆试件的拟静力加速加载试验,模拟了传力杆疲劳松动的形成过程;再次,根据试验现象建立了含弥散裂纹体的缩缝子结构有限元模型,应用扩展有限元法模拟了传力杆的疲劳松动行为;最后,提出了基于数值分析技术的水泥混凝土路面缩缝临界车辆轴载计算方法。研究发现:轮胎与路面接触位置下方传力杆附近应力集中区域是荷载传递过程中缩缝结构的最不利位置;重载车辆长期作用导致传力杆周边混凝土材料长期处于高接触应力加卸载状态,由此引发的龟裂与剥落最终将造成传力杆疲劳松动量的不断增加;应用数值分析技术可有效地反演路面缩缝结构的临界车辆轴载,防止传力杆周边混凝土内出现损伤累积,避免传力杆发生疲劳松动。研究成果有助于更精确地评估水泥混凝土路面传力杆装置的工作状态,了解传力杆在交通荷载与环境等因素长期作用下的失效过程,科学地预测传力杆装置的疲劳寿命,快速地进行设计方案对比。     

代替汽车推力杆球销的橡胶套

对6×4型汽车底盘而言,推力杆是传递纵向驱动力的重要元件。汽车行驶过程中,其中桥、推力杆和后桥都围绕一个固定在车架上的平衡转动中心上下摆动,因此要求推力杆两端与车桥、车架的连接必须采用铰接方式。目前,国产车均为球销、球座结构。这种结构既可较好地传递纵向驱动力,又能消除因加工因素而造成的安装误差,从而保证汽车的正常行驶。但是,这种结构从设计、使用的角度分析,还有如下不足之处:(1)球销、球座零件的加工工艺过程     

传力杆与混凝土界面的接触应力

为了分析水泥混凝土路面传力杆失效机理,运用有限元分析软件ANSYS,建立了接缝处设传力杆的水泥混凝土路面三维有限元模型,并对交通荷载和温度变化引起的传力杆与混凝土界面的接触应力进行了分析。结果表明:轮载或者温度变化作用下传力杆与混凝土界面存在明显应力集中现象,在传力杆顶部和底部存在压应力集中现象,在传力杆两端存在拉应力集中现象,致使界面处容易产生初始裂缝并被挤碎,传力杆松动量增大,传递荷载能力降低,甚至导致水泥混凝土路面接缝损坏。     

传力杆位置探测与传荷能力影响分析

对分别采用支架法和DBI法施工的水泥混凝土路面传力杆空间位置的现场探测表明:传力杆的支架法施工质量要优于DBI法施工质量,同时得到了路面施工结束后的传力杆空间位置偏差的范围和主要规律。继而通过三维有限元模型,分析了传力杆不同偏差情况下,水泥混凝土路面板内应力分布和传力杆偏差所造成的路面主要破坏形式。并通过室内疲劳试验,评价了传力杆不同偏差情况下(水平面内和垂直面内0°,5°,10°,15°)的接缝传荷能力衰减规律。最后对疲劳试验后的试件进行逐级加载,估算了传力杆的松动量,验证了接缝传荷能力下降的原因。     

水泥混凝土路面传力杆接缝传荷数值模拟及实测分析

对多工况下的水泥混凝土路面传力杆接缝的数值模型进行分析,明晰了传力杆间距、尺寸、埋设深度,以及布设方式对传力杆接缝传荷能力的影响。通过路面结构足尺试验,考察了接缝的传荷分配规律。结果表明,传力杆实测的剪力传荷趋势与解析理论值基本吻合。     

不同施工方式对传力杆空间位置影响及接缝应力分析

汇总和归纳了施工后传力杆的所有可能的基础偏位,针对广西省某双向四车道高速公路传力杆不同植入方式(DBI法和支架法),采用德国某公司研发的无损检测设备对该条公路水泥混凝土路面进行传力杆空间位置现场检测。为确保检测具有较高的可信度,采用自制的模型对检测仪器进行了校验。校验结果证明了仪器工作性能良好,能够准确地检测出传力杆的空间位置。基于大数据对DBI和支架法植入的传力杆进行了路面检测分析,结合各个基础错位的控制指标,表明支架法植入传力杆空间偏位值小于DBI法。通过分析认为,DBI法具有较大的发展潜能。采用有限元分析软件,分析传力杆的偏转角度对混凝土板的最大应力及主应力分布状态的影响,得出传力杆的偏转角度应控制在5°以内的结论。