王伟峰，计遥遥，成昌晶，代朋虎

(马钢股份公司技术中心 安徽马鞍山 243000)

汽车车轮一般不是垂直安装，从早期的正车轮外倾到更趋向于零车轮外倾，甚至在轿车中采用负车轮外倾以便改进转弯的性能。车轮外倾角的作用是提高车轮工作的安全性和转向操纵的轻便性。

现有的外倾连杆主要是通过焊接方式制作，所使用的材料和焊接工艺对外倾连杆的疲劳强度产生重要影响，从而影响车辆服役安全性能。

现根据仿真模拟结果和试验结果，对疲劳断裂失效零件进行分析，找到了疲劳断裂的原因，并提供了相应的改进措施，为汽车车轮外倾连杆的选材及焊接工艺控制提供参考。

1 试验方法

某主机厂进行前期底盘设计时，采用2.0 mmQstE420TM材料制作外倾连杆，材料性能如下表所示，零件如图1所示，仿真模拟时，疲劳性能可以满足要求。仿真结果如表2和表3所示。

图1 外倾连杆应用模型

表1 实验材料力学性能

表2 外倾连杆强度分析结果

表3 疲劳性能分析结果

经过仿真分析，强度和疲劳分析最大风险位置均为外倾连杆弯曲内侧焊缝位置，且为外倾连杆中间位置偏内侧，但是外倾连杆能够满足耐久的要求。

进行台架试验，在较短时间内，外倾连杆弯曲中部内侧焊缝位置出现断裂，台架试验不合格，经过台架试验过程的记录，起裂位置为内侧，与CAE仿真分析风险位置相符。

2 断口形貌分析

疲劳断口是指结构件在疲劳断裂后形成的断裂表面，该断裂面一般由三个区域组成，它们分别是：疲劳源、裂纹缓慢扩展的疲劳裂纹扩展区以及瞬间断裂的快速断裂区。……