通过数值模拟和实验研究了不同工艺参数对DP780高强钢扭力梁液压成形结果的影响,以改善零件的成形质量。理论证明了在V形区域内,上模与管材之间的间隙(管材凹陷深度)对液压终成形后零件的成形质量具有重要影响。因此,在预成形过程中采用内压支撑工艺,并讨论了不同支撑内压对成形结果的影响。结果表明,在预成形过程中,在适当的支撑内压范围内进行成形,可以有效地改善厚度分布。在液压终成形过程中,研究了轴向补料时支撑内压对管材成形的影响。结果表明,适当的支撑内压可以避免管端皱纹的产生,并可有效地改善管端附近的厚度分布。最后,通过液压成形工艺制造出了合格的扭力梁。

为了校核某扭力梁悬架的静动态性能是否符合设计要求,基于扭力梁的有限元模型对它进行动态特性分析,其前4阶固有频率均处于发动机工作频率范围之外,满足动态性能要求,与此同时进行自由模态试验,测试值与仿真值几乎一致。然后建立后悬架动力学模型,获取扭力梁在极限工况下的载荷,并对它进行静态强度分析,分析结果表明其应力水平均低于材料屈服极限,满足设计要求。再基于集成平台对扭力梁进行轻量化设计,分析结果表明优化之后其静动态性能均符合设计要求,并且成功减重9.3%,整体优化效果比较明显。最后对扭力梁进行台架试验和道路试验,试验结果表明它未发生异响和开裂,因此整个分析方法具有较高的可靠度。

扭力梁是汽车后悬挂系统中一种常见的零件,其截面变化复杂,因而适用于管材充液成形。文中分析了其充液成形工艺,并重点研究了预成形和内压力对零件成形效果的影响,最终完成样件的试制。

汽车轻量化是实现节能减排的重要措施之一,轻量化技术的应用对汽车工业可持续发展具有重要意义。分别运用拓扑优化技术和新型液压成型技术对客车车身和乘用车扭力梁进行轻量化设计,并应用虚拟仿真技术对优化前后的客车车身和扭力梁进行对比分析。仿真结果表明,经过轻量化设计的客车车身和扭力梁性能没有降低,部分性能还得到提升。由此得出,应用恰当的优化方法和制造工艺可以在保证性能不降低的前提下,实现汽车零部件轻量化。