一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法技術

本發明專利技術涉及一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法，包括以下步驟：緊固件組強度校核：針對車輪緊固件組的受力情況，對多種極限工況進行CAE分析，計算得出輪心處受力情況，基于步驟A1的受力CAE計算結果對車輪緊固件組進行受力分析，對單個車輪緊固件受力情況進行確認，計算單個車輪緊固件處多種極限工況下受力情況，選出多種極限工況中出現的剪切力需求夾緊力和軸向力夾緊力最大值并累計相加，進行緊固件最小夾緊力計算校核，完成車輪緊固件組方案選型；對進行試驗驗證強度及耐久性。本發明專利技術設計方法規定明確了乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩計算方法，試驗驗證方法，滿足乘用車車輪緊固件組開發。滿足乘用車車輪緊固件組開發。滿足乘用車車輪緊固件組開發。

【技術實現步驟摘要】
一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法


[0001]本專利技術屬于乘用車
，具體涉及一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法。

技術介紹

[0002]隨著社會經濟的不斷進步，乘用車車輛的配置越來越多及外廓尺寸不斷增大造成整車重量的不斷增加。車輪一般通過4顆、5顆或8顆緊固件固定至輪轂軸承上，需要重視固定車輪用緊固件的選型及擰緊力矩計算。目前，單個緊固件已經有詳細的設計計算方法，但是多個緊固件組成緊固件組共同起作用時由于工況復雜，難以形成通用的計算方法。
[0003]輪緊固件組在實際使用中受力情況較復雜，承受車輛加速減速產生的整車前后方向的力，承受車輛轉彎時產生的整車側向方向的力，承受車輛顛簸時產生的整車上下方向的力，并且車輛加減速、轉彎、顛簸等工況可能會同時出現，使車輪緊固件組的計算更復雜。由于有爆胎或者更換冬季胎等情況導致車輪緊固件組存在多次重復使用的要求，車輪緊固件組設計需要具有足夠的安全余量滿足多次重復使用要求。針對此問題，現有的解決方式是具體工況具體分析，但車輪緊固件組一直未有明確的設計計算方法，車輪緊固件組作為重要保安件需要嚴謹可靠進行方案選型及擰緊力矩計算。

技術實現思路

[0004]本專利技術的目的就在于提供一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法，明確了乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方式，以解決乘用車車重不斷增大導致車輪緊固件組需要重新選型并確定擰緊力矩的問題。
[0005]本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的：
[0006]一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法，包括以下步驟：
[0007]A、緊固件組強度校核
[0008]A1、針對車輪緊固件組的受力情況，對多種極限工況進行CAE分析，計算得出輪心處受力情況；
[0009]A2、基于步驟A1的受力CAE計算結果對車輪緊固件組進行受力分析；
[0010]A3、對單個車輪緊固件受力情況進行確認，計算單個車輪緊固件處多種極限工況下受力情況；
[0011]A4、選出多種極限工況中出現的剪切力需求夾緊力和軸向力夾緊力最大值并累計相加，進行緊固件最小夾緊力計算校核，完成車輪緊固件組方案選型；
[0012]B、對進行試驗驗證強度及耐久性。
[0013]進一步地，步驟A1，所述工況為9種，分別為垂直沖擊、轉彎、倒車制動、最大制動、最大加速、側向沖擊、前進拉手剎、倒車拉手剎和路緣沖擊工況。
[0014]更進一步地，垂直沖擊、倒車制動、最大制動、最大加速、前進拉手剎以及倒車拉手剎時，加載位置為兩側輪心。
[0015]更進一步地，轉彎、側向沖擊以及路緣沖擊時，加載位置為左側輪心。進一步地，步驟A3，單個車輪緊固件受力情況進行確認時，車輪緊固件組不需要考慮密封需求。
[0016]進一步地，步驟A3，計算單個車輪緊固件處多種極限工況下受力情況包括：計算單個車輪的剪切力需求夾緊力和和軸向力夾緊力。
[0017]更進一步地，車輪的剪切力需求夾緊力包括切向力需求夾緊力和扭矩需求夾緊力。
[0018]更進一步地，將輪心處載荷按照緊固件組緊固件數量進行均分，并進行坐標變換，可得出單個車輪緊固件處多種極限工況下受力情況。
[0019]進一步地，步驟B，采用完整的整車強化壞路、地區適應性、綜合耐久、海南五指山道路試驗等實車試驗進一步驗證強度及耐久性。
[0020]與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
[0021]本專利技術乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法，規定明確了乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩計算方法，試驗驗證方法，滿足乘用車車輪緊固件組開發，解決乘用車車重不斷增大導致車輪緊固件組需要重新選型并確定擰緊力矩的問題。
附圖說明
[0022]為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本專利技術的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
[0023]圖1乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法流程圖。
具體實施方式
[0024]下面結合實施例對本專利技術作進一步說明：
[0025]下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本專利技術，而非對本專利技術的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本專利技術相關的部分而非全部結構。
[0026]應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。同時，在本專利技術的描述中，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0027]如圖1所示，本專利技術乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法，包括緊固件組強度校核和試驗驗證。
[0028]其中，緊固件組強度計算校核是設計的關鍵，通過強度校核可實現乘用車車輪緊固件組強度選型計算和乘用車車輪緊固件組擰緊力矩計算。
[0029]1、緊固件組強度校核：
[0030]如果緊固件組強度偏低將導致螺紋損傷甚至緊固件斷裂進而引發車輛失穩，給用戶的用車體驗和用車安全帶來極大的影響。因此，需要嚴謹可靠確定車輪緊固件組強度。
[0031]根據單個緊固件開發經驗，緊固件計算校核主要考慮最小夾緊力，而最小夾緊力與剪切力需求夾緊力、密封需求夾緊力、軸向力需求夾緊力有關，計算公式如(1)所示。如何
得到各個工況下車輪緊固件組的受力情況，并將緊固件組受力情況轉化為單個緊固件受力情況，這是本專利技術研究的關鍵。
[0032]F
最小夾緊力
＝max(F
剪切力需求夾緊力
；F
密封功能需求夾緊力
+F
軸向力需求夾緊力
)
??
(1)
[0033]針對車輪緊固件組的受力情況，對車輛的多種極限工況進行CAE分析，計算得出輪心處受力情況。
[0034]車輪緊固件組受力情況已經得出，下一步需要對單個車輪緊固件受力情況進行確認。普通緊固件受力時需要根據剪切力需求夾緊力、密封需求夾緊力、軸向力需求夾緊力計算出最小夾緊力。車輪緊固件組不需要考慮密封需求。
[0035]車輪的剪切力需求夾緊力主要由切向力需求夾緊力和扭矩需求夾緊力組成，單個車輪緊固件計算時主要考慮切向力需求夾緊力、扭矩需求夾緊力和軸向力夾緊力。
[0036]將輪心處載荷按照緊固件組緊固件數量進行均分，并進行坐標變換，可得出單個車輪緊固件處多種極限工況下受力情況。
[0037]由于多種極限工況不可能同時存在，切向力需求夾緊力、扭矩需求夾緊力和軸向力夾緊力的最大值會出現在多種不同的工況中，但為保證車輪緊固件強度，并結合整車試驗結果，分別選出多種極限工況中出現的切向力需求夾緊力、扭矩需求夾緊本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法，其特征在于，包括以下步驟：A、緊固件組強度校核A1、針對車輪緊固件組的受力情況，對多種極限工況進行CAE分析，計算得出輪心處受力情況；A2、基于步驟A1的受力CAE計算結果對車輪緊固件組進行受力分析；A3、對單個車輪緊固件受力情況進行確認，計算單個車輪緊固件處多種極限工況下受力情況；A4、選出多種極限工況中出現的剪切力需求夾緊力和軸向力夾緊力最大值并累計相加，進行緊固件最小夾緊力計算校核，完成車輪緊固件組方案選型；B、對進行試驗驗證強度及耐久性。2.根據權利要求1所述的一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法，其特征在于：步驟A1，所述工況為9種，分別為垂直沖擊、轉彎、倒車制動、最大制動、最大加速、側向沖擊、前進拉手剎、倒車拉手剎和路緣沖擊工況。3.根據權利要求2所述的一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法，其特征在于：垂直沖擊、倒車制動、最大制動、最大加速、前進拉手剎以及倒車拉手剎時，加載位置為兩側輪心。4.根據權利要求2所述的一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝浩森，高尚，費二威，王紹龍，王云龍，劉志潘，胡安輝，李剛，陳陽，高輝，張春雷，馬將軍，
申請(專利權)人：中國第一汽車股份有限公司，
類型：發明
國別省市：