变截面线液压胀管扭力梁的制作方法

本发明涉及车辆零部件领域，尤其涉及一种扭力梁。

背景技术：

扭力梁由于结构简单，占用空间小，成本低等优点，在a级、a0级车中得到了广泛应用，对于扭力梁结构，目前开发和应用中存在的最大问题是疲劳开裂，在车轮反向跳动、回转力矩反向加载等极限工况下，扭力梁服役条件恶劣，疲劳开裂是扭力梁结构的最大挑战，因此抗疲劳开裂性能是扭力梁结构设计的关键。

现有技术中国专利cn102795071a中公开了一种汽车后扭转梁半独立悬架，通过在扭力梁和纵臂的连接处设置加强件，从而减少纵臂与扭力梁焊接区域的应力值，避免裂纹的产生和失效状况的发生，但该结构增加了零件数量，扭力梁与纵臂间应力是否可以有效转移到加强上有待进一步验证；中国专利cn103522864a中公开了一种扭转梁后桥横梁，包括横截面成u形的横梁本体，横梁本体的两纵向边缘带有纵向翻边，横梁本体内侧设置有两加强板，从而提高整体结构的刚度和抗疲劳性，该结构为钣金件冲压成形，不能形成封闭结构，容易产生应力集中；中国专利cn1946580a公开了一种扭力梁悬架装置，通过在轴向中部外壁形成多个凸起与内壁接触，通过在凸起处的相互接触，抑制当外壁和内壁互相滑移接触时引起的不正常摩擦。

现有的这些专利扭力梁或者为冲压焊接结构，或者为管状扭力梁，通常都为均匀的截面形状，没有根据扭力梁的实际受力特性对其进行改进，因此整体性能优化不够，可靠性和使用寿命低，也不能满足车辆轻量化的需要，及其成形工艺。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种变截面线液压胀管扭力梁，通过对悬架中扭力梁的实际受力情况进行分析，有针对性的改进扭力梁各区域的截面形状，分散了扭力梁应力集中的现象，不但能提高扭力梁自身的疲劳寿命，还能提高使用了该扭力梁的悬架整体的疲劳寿命，使车辆的整体性能得到了优化。

本发明是这样实现的：一种变截面线液压胀管扭力梁，由中间定截面段、过渡段和端部连接段构成，所述中间定截面段位于该扭力梁的中间位置，所述端部连接段对称位于该扭力梁的两端，中间定截面段与端部连接段之间通过过渡段光滑过渡，所述中间定截面段的横截面为双层v形，所述端部连接段为管状；所述端部连接段最外侧的横截面外轮廓线的长度比中间定截面段的横截面外轮廓线长度长15%～25%；以该扭力梁的安装位置为基准，该扭力梁的中轴线在水平方向上的投影和在垂直方向上的投影得到的都是圆弧线；所述过渡段的外侧顶部对称设置有一对凸起。

所述管状的端部连接段的横截面形状为椭圆形或矩形。

所述中间定截面段的长度为整个扭力梁长度的25%～50%，过渡段和端部连接段的长度比为1:1～1.5。

所述中间定截面段双层v形中的内层v形壁与外层v形壁之间的间隙小于5mm。

该扭力梁的中轴线在水平方向上的投影得到的圆弧线的圆弧半径为1500～2000mm。

该扭力梁的中轴线在垂直方向上的投影得到的圆弧线的圆弧半径为1500～2000mm。

所述的凸起的高度为2～5mm。

本发明变截面线液压胀管扭力梁通过对悬架中扭力梁的实际受力情况进行分析，有针对性的改进扭力梁各区域的截面形状，分散了扭力梁应力集中的现象，不但能提高扭力梁自身的疲劳寿命，还能提高使用了该扭力梁的悬架整体的疲劳寿命，使车辆的整体性能得到了优化。

附图说明

图1为本发明变截面线液压胀管扭力梁的立体结构示意图；

图2为本发明变截面线液压胀管扭力梁在俯视方向上的示意图；

图3为本发明变截面线液压胀管扭力梁在前后方向上的示意图；

图4为本发明变截面线液压胀管扭力梁的主视示意图；

图5为图4的a-a截面图；

图6为本发明中凸起的位置示意图；

图7a为空包形成的凸起截面示意图；图7b为间隙形成的凸起截面示意图；虚线为未增加凸起前的状态；

图8为图4的b-b截面图；

图9为图4的c-c截面图；

图10为图4的d-d截面图；

图中：1中间定截面段、2过渡段、3端部连接段、11内层v形壁、12外层v形壁、21凸起、22空包。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1、2、3、4所示，一种变截面线液压胀管扭力梁作为车辆悬架的一部分，由中间定截面段1、过渡段2和端部连接段3构成，所述中间定截面段1位于该扭力梁的中间位置，所述端部连接段3对称位于该扭力梁的两端，中间定截面段1与端部连接段3之间通过过渡段2光滑过渡，所述中间定截面段1的横截面为双层v形，所述端部连接段3为管状；所述端部连接段3最外侧的横截面外轮廓线的长度比中间定截面段1的横截面外轮廓线长度长15%～25%以增加与悬架纵臂连接区域的焊缝长度，分散扭力梁与纵臂连接处的应力集中，提高悬架整体的疲劳寿命；以该扭力梁的安装位置为基准，该扭力梁的中轴线在水平方向上的投影和在垂直方向上的投影得到的都是圆弧线，通过这两个方向上的圆弧形形成的拱起优化受力特性以增大扭力梁后悬架侧倾转向，提高动力学性能；

如图5所示，所述中间定截面段1双层v形中的内层v形壁11与外层v形壁12之间的间隙小于5mm，且在有间隙的情况下要求间隙尽可能均匀。

如图6所示，所述过渡段2的外侧顶部对称设置有一对凸起21，在过渡段2的这一区域，由于横截面外轮廓线逐渐变长，导致该区域的应力集中，为了分散该应力集中现象，本发明中在这一区域是外壁凸起21形成凸包减小应力集中，提高扭力梁自身的疲劳寿命；所述凸起21的形式可以如图7a所示略微增加内外层v形壁过渡的空包22形成凸起21，也可以如图7b所示略微增加内外层v形壁之间的间隙形成凸起21；

如图8、9所示，过渡段2的横截面形状光滑逐渐过渡直到成为如图10所示的端部连接段3，在本实施例中，所述管状的端部连接段3的横截面形状为椭圆形或矩形。

在本发明中，作为优选，所述中间定截面段1的长度为整个扭力梁长度的25%～50%，过渡段2和端部连接段3的长度比为1:1～1.5；该扭力梁的中轴线在水平方向上的投影得到的圆弧线的圆弧半径为1500～2000mm；该扭力梁的中轴线在垂直方向上的投影得到的圆弧线的圆弧半径为1500～2000mm；所述的凸起21的高度为2～5mm。

本发明的扭力梁有直管件通过压弯，压扁，压v，液压胀形工序成形；初始的直管件采用高频焊管，直管件通过两序模具压弯得到水平方向和垂直方向的拱起，之后对弯曲管材进行两序预成形，通过两序模具预压得到中间定截面段1和过渡段2的双层v形特征，最后预压后管材放入液压成形模具，两端密封，内部通入高压液体，同时两端密封头推进补料，使管材材料贴合液压成形模具模面，从而得到变截面线液压胀管扭力梁。