基于试验设计的汽车悬架轻量化设计

目前，减轻车重的方法主要是改进设计和使用轻质材料。工字型的连接组件一般都是由钢材料制成的，现有悬架连接件模型的材料是STKM11A钢。采用铝合金材料制作SUV后部底盘组件的悬架连接件，减轻其质量，并将制成的组件用于新的SUV模型中。新设计的悬架连接件在结构中增加了加强筋，可靠性更高。

在悬架安全性一定的条件下，研究具有更轻质量和更高强度的悬架连接件。研究用铝合金（A356，抗拉强度310MPa）代替原来的STKM11A钢，基于冯·米塞斯应力轮廓的变化提出悬架连接件的减重设计过程。此外，研究压力和刚度对悬架连接件形状变化的影响，并比较分析。铝合金悬架连接件在确保悬架鲁棒性的条件下减轻其质量。材料的替换对部件的刚度和质量影响最大，因此对铝合金悬架连接件研究是通过使用7个参数、2个水平的全因子试验设计方法对其进行分析。铝合金连接件的最大应力不应超过钢连接件，且其刚度也不应超过钢连接件。

试验结果表明，在悬架安全性不变的情况下，铝合金连接件的质量是初始钢连接件质量的58%。在压缩、弯曲和扭转载荷作用下，铝连接件的压力分别是钢连接件的37%、33%和85%。铝合金连接件的刚度分别是钢连接件的174%、182%和100%。因此，除了扭转载荷，压缩、弯曲载荷作用下铝合金连接件的刚度高出钢连接件的50%。

刊名：International Journal of Automotive Technology（英）

刊期：2015年第1期

作者：J. H. PARK et al

编译：朱会