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[摘 要]某乘用车在整车耐久试验过程中，后桥主减速器壳体上端焊缝处出现开裂，导致齿轮油漏出。针对出现的问题，结合CAE分析，找到其中的应力集中区域及相应的试验工况，并设计相应的试验台架进行试验验证，从而达到对整改产品的快速验证，实现CAE分析和台架试验的有机结合。
[关键词]后桥；开裂； CAE分析； 台架试验
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0067-01
[Abstract]During the durability test of a passenger car， a crack occurs in the weld bead on the upper end of the main reducer shell of the rear axle， causing gear oil to leak out. In view of the problems that occurred， combined with CAE analysis， find the stress concentration area and the corresponding test conditions， and design the corresponding test bench for test verification， so as to achieve the rapid verification of the rectification products， to achieve combination between the CAE analysis and the bench test.
[Key words]rear axle；crack；CAE analysis；test
1. 引言
随着汽车工业的发展，零部件及整车可靠性耐久试验在整车开发过程中占据着越来越重要的作用，如何实现CAE分析、台架试验与整车路试的有机结合显的尤为重要。
2. 问题背景
某乘用车在整车路试耐久试验过程中，后桥主减速器壳体上端焊缝处出现开裂，有齿轮油漏出现象，对样件拆解后发现上半桥壳最高弧度部位的环缝处出现微裂纹和漏油。
3.问题排查
针对此问题，我们从产品结构、CAE分析及台架试验验证三方面入手，找出开裂问题原因及开裂的快速整改验证方法。
首先，焊丝材料及焊接工艺分析：经排查得知焊丝抗拉强度与桥壳材料抗拉强度相匹配，焊接工艺也满足相关要求，
其次，产品结构分析：后桥壳盖边缘与半壳搭接在R弧部位，处于上下半壳截面突变处，且与半壳之间理论上存在约0.8毫米缝隙，此产品结构形式产生内凹间隙，焊接后造成较高的应力集中，当承受载荷时，焊接接头中的工作应力分布不均匀，使局部区域的最大应力值比平均应力值高，致使焊缝开裂失效
最后，桥壳应力分析，从产品的结构角度初步得出后桥壳盖R弧部位存在应力集中现象，应用CAE分析软件进行不同工况下桥壳的应力分析，得出桥壳的应力分布图（图1所示），找出其准确的应力集中区域。
经过分析得出：最大应力值出现的工况为纵向工况（在两个车轮中心点前后同时加载载荷，实现该工况台架疲劳试验）；最大应力位置出现在桥壳让位豁口周边区域，最大应力值达268MPa（如图2所示）。
4.问题真因：
经过上述排查，初步得出产品结构导致桥壳受力时存在应力集中区域，针对产品上述存在的问题，进行了相关整改。
5.整改措施：
调整后桥壳盖产品结构：
第一，板材变更，变更后后桥板厚增加30%；抗拉强度增加35%；
第二，调整后桥壳盖R弧结构，尽量使焊缝布置在远离截面突变处，以降低应力值；
第三，调整后桥壳盖翻边尺寸，缩小后桥壳盖与半壳的间隙。
6.试验验证
分析验证：对整改后的样品进行CAE分析，基本消除了原有结构形式存在的应力集中现象。
台架验证：结合分析工况，得出应力集中工况出现在纵向工况（在两个车轮中心点前后同时加载力，进行台架疲劳试验），其他工况对漏油位置的影响相对较小，损伤相比纵向工况损伤小很多，暂不考虑。
7.验证结果
将整改前后的试验样件分别按上述方式搭建于试验台架上，试验结果是：整改前样件在未达到规定的试验次数前出现漏油现象，整改后的试验样件满足规定试验要求；同时，整改后试验样品进行了整车路试试验，样件满足要求；由此判定样品满足疲劳耐久试验要求。
8.总结
从过此问题的解决思路与方法，基本实现了分析与台架试验，台架试验与路试结果的统一；进一步明确了CAE分析、台架试验、路试试验三者之间的相互关系，找出试验问题快速解决的基本途径，即：路试问题—CAE分析论证—设计整改+台架问题复现—产品整改后再分析论证—台架试验；通过上述途径，实现了产品问题的快速整改和验证。
9致谢
感谢部门领导对我工作的支持和认可，感谢同事们在整个测试过程中给予的幫助。
参考文献
[1] 于宏滨.汽车底盘故障件疲劳台架试验探讨.第十二届沈阳科学学术年会论文集。
[关键词]后桥；开裂； CAE分析； 台架试验
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0067-01
[Abstract]During the durability test of a passenger car， a crack occurs in the weld bead on the upper end of the main reducer shell of the rear axle， causing gear oil to leak out. In view of the problems that occurred， combined with CAE analysis， find the stress concentration area and the corresponding test conditions， and design the corresponding test bench for test verification， so as to achieve the rapid verification of the rectification products， to achieve combination between the CAE analysis and the bench test.
[Key words]rear axle；crack；CAE analysis；test
1. 引言
随着汽车工业的发展，零部件及整车可靠性耐久试验在整车开发过程中占据着越来越重要的作用，如何实现CAE分析、台架试验与整车路试的有机结合显的尤为重要。
2. 问题背景
某乘用车在整车路试耐久试验过程中，后桥主减速器壳体上端焊缝处出现开裂，有齿轮油漏出现象，对样件拆解后发现上半桥壳最高弧度部位的环缝处出现微裂纹和漏油。
3.问题排查
针对此问题，我们从产品结构、CAE分析及台架试验验证三方面入手，找出开裂问题原因及开裂的快速整改验证方法。
首先，焊丝材料及焊接工艺分析：经排查得知焊丝抗拉强度与桥壳材料抗拉强度相匹配，焊接工艺也满足相关要求，
其次，产品结构分析：后桥壳盖边缘与半壳搭接在R弧部位，处于上下半壳截面突变处，且与半壳之间理论上存在约0.8毫米缝隙，此产品结构形式产生内凹间隙，焊接后造成较高的应力集中，当承受载荷时，焊接接头中的工作应力分布不均匀，使局部区域的最大应力值比平均应力值高，致使焊缝开裂失效
最后，桥壳应力分析，从产品的结构角度初步得出后桥壳盖R弧部位存在应力集中现象，应用CAE分析软件进行不同工况下桥壳的应力分析，得出桥壳的应力分布图（图1所示），找出其准确的应力集中区域。
经过分析得出：最大应力值出现的工况为纵向工况（在两个车轮中心点前后同时加载载荷，实现该工况台架疲劳试验）；最大应力位置出现在桥壳让位豁口周边区域，最大应力值达268MPa（如图2所示）。
4.问题真因：
经过上述排查，初步得出产品结构导致桥壳受力时存在应力集中区域，针对产品上述存在的问题，进行了相关整改。
5.整改措施：
调整后桥壳盖产品结构：
第一，板材变更，变更后后桥板厚增加30%；抗拉强度增加35%；
第二，调整后桥壳盖R弧结构，尽量使焊缝布置在远离截面突变处，以降低应力值；
第三，调整后桥壳盖翻边尺寸，缩小后桥壳盖与半壳的间隙。
6.试验验证
分析验证：对整改后的样品进行CAE分析，基本消除了原有结构形式存在的应力集中现象。
台架验证：结合分析工况，得出应力集中工况出现在纵向工况（在两个车轮中心点前后同时加载力，进行台架疲劳试验），其他工况对漏油位置的影响相对较小，损伤相比纵向工况损伤小很多，暂不考虑。
7.验证结果
将整改前后的试验样件分别按上述方式搭建于试验台架上，试验结果是：整改前样件在未达到规定的试验次数前出现漏油现象，整改后的试验样件满足规定试验要求；同时，整改后试验样品进行了整车路试试验，样件满足要求；由此判定样品满足疲劳耐久试验要求。
8.总结
从过此问题的解决思路与方法，基本实现了分析与台架试验，台架试验与路试结果的统一；进一步明确了CAE分析、台架试验、路试试验三者之间的相互关系，找出试验问题快速解决的基本途径，即：路试问题—CAE分析论证—设计整改+台架问题复现—产品整改后再分析论证—台架试验；通过上述途径，实现了产品问题的快速整改和验证。
9致谢
感谢部门领导对我工作的支持和认可，感谢同事们在整个测试过程中给予的幫助。
参考文献
[1] 于宏滨.汽车底盘故障件疲劳台架试验探讨.第十二届沈阳科学学术年会论文集。