陈丹华1，谢玉琳2，黎瑞平1，黄振之2，马翔1
(1.上汽通五菱汽车股份有限公司，广西柳州545027;
2.柳州辉汽车科技有限公司，广西柳州545006)
摘要：根据排气系统的走向布置，在轴承壳体外设计一个支架供排气三元催化支架固定，在耐久路试过程中，发现轴承外壳的这个支架开裂。文中通过观察实际安装状态，修正仿真连接模型进行问题查分析，优化三元催化器支架及零件装配落差，以防止壳体再开裂。
关键词M壳体；三元催化器支架；装配落差
中图分类号：U464文献标识码:A 0引言
国家对汽车尾气的排放要求越来越多，也越来 越严格，国六排放相对国五对三元催化的能力提出 了更高的要求，其中提高催化剂加速效率，更换高效 的贵金属，优化排气的流场都是实现国六排放的方 法。排气系统的走向布置，对排气的流畅、背压、噪声 等有很大影响，所以，通常建议排气系统尽可能地设 计成 的走向，的 。
汽车了方排气系统的走向，壳体外增加一个支供排气三元催化支
支 现 1所。
图1开裂故障图片
1仿真模型建立
速 壳体供三元催化 支 的支 的 对 的
文章编号：1672-545X(2020)07-0141-03
故障元建系统模型。
壳体 A D C12，是 的 金 ，
12 ，A1-Si-Cu系金，是一压
金，、体类等；三元催化支409，。实
置是 壳体的支，所以 、装孔的
、装 都 是 的 对 。
金属 ，，属 ，力 方法，壳体三元催化
支的应力场。 2 化的轴承壳体三
元催化 支 的 。
壳体开裂处
螺栓预紧力！
_____________\
三元催化器支架
\
壳体上的安装支架
螺栓组合件
图2简化的连接模型
实地 装车艺，现工人们先将三元催化支排气系统 ，再将排气系统冷端与排气歧管 ，最 三元催化支壳体。装完成，三元催化支壳体装有 3 22左右的装配落差。所以 据实情况优化壳体和三元催化支的
3，它们 有一段离空即装配落差。
收稿日期：2020-04-28
作者简介：陈丹华(1986-)，女，广西河池人，工程师，硕士研究生，从事汽车动力总成方面研究工作。
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Equipment Manufacturing Technology N o.7,2020
I
I
_壳体开裂处
施加相对位移
1离空
\M
____________________
\*
三元催化器支架
\
壳体上的安装支架
螺栓组合件
图3优化后的连接模型
在这种情况下，可以将螺栓连接简化为位移或 圆柱连接副，方便施加离空的相对位移，以贴合实 际。
根据材料力学理论，线弹性范围内应力与应变 的关系是：
P
对于塑性材料，强度条件为：
!m a > ! [!] = ~~
其中，！为材料应力，&为材料弹性模量，"为材 料应变是最大正应K ，！%为屈服极限，$%为安全 因数，[!]为材料许用应力。从失效和安全角度考虑， 应加大安全因数，且材料在使用时所的对最 大的正应力 许用应力，
塑性变
。 从 和实用角度考虑，变总量很小且不
妨碍使用功，工作条件
，所受应力小于抗拉
极限，在
许的范围，在实际应用中，可以
安全条件。
根据 连接模 和力学理论， 关 的
障元件连接系
模型，如图4。
5.螺栓旋加螺栓预紧力
图4系统仿真模型
施加的 ：(1)变 与 螺栓 连接；(2 与离合
螺栓 连接；(3)离合 与
螺栓连接
；
142
4 系 与 。加：
5 化 和
系
的螺栓施加
相应的螺栓
力；(6 化
和轴承壳体的螺栓处同时施
加相对位移。
2
仿真分析及优化
正C A E
连接，对 系
行 应力应变 ，
的应力应变
5〜6
所
S，Mises
Avg ：100L +2.662e +02+2.440e +02+2.219e +02一+1.997e +02一+1.775e +02—|+1.553e +02—|+1.332e +02—1+1.110e +02i ■ +8.883e +01 +6.665e +01 +4.448e +01 +2.231e +01 +1.354
e -01
266MP +
图5
轴承壳体应力云图(装配落差3m m )
PE ，Max，Principal (Avg ：100R )
图6
轴承壳体应变云图(装配落差3m m )
根据实 材料的力学性，其屈服强度为170M P a 。
3 m m 情况下，
和化
安
的最大应力大于其材料
的屈服强度， 塑性变；应变大于0.01。
合
判断， 的
，和实
情况合。
限于
于
， 从 化
的 度
化。 是， 加 1m m 和2 m m 的
情况；二是，减薄
的厚
《装备制造技术》2020年第7期
度，原支架4 m m，新支架2 m m。
轴承壳体的优化结果汇总如表1，由于支架无风 险此处不列其应力应变情况：
表1轴承壳体的优化结果
壳体 应力/MPa壳体 应变/d d
原支架新支架原支架新支架11571410.000940.00053
22081700.004770.00192
32661870.010670.00298
根据优化结果和材料特性，建议三元催化器支 架减薄为2 m m，且要求增加装配工艺文件，轴承壳 体和三元催化器支架的装配落差控制在2 m m以内。
根据优化结果，制作了新的三元催化器支架，同时控制装配落差将支架装车路试，轴承壳体没有开 裂故 。3结论
此故障优化，工况的模型能有效预判零件装连处的性，的开裂故 ，优化，有效的 ，同时 故
了控制 R
(1) 2 装位置间距离，防止长时间后，装配落差；
(2) -装支架 结；
(3) 两零件的连 装时，控制装配落差。
参考文献：
[1] 文.材料力学[M].北京：，2004.
[2]开，，.有限元法及其应用[M].北京：科学
，2006.
Automobile ternary Catalyst Support Installation of Analysis and Optimization
C H E N
D a n-hua1，X I
E Y u-lin2，LI Rui-ping1，H U A N G Zh e n-zhi2，M A Xiang1
(1.S A I C-G M-W u l i n g Automobile C o.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545027，China;
2.K H Automobile Technologies(Liuzhou)C o.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545006，China)
Abstract：According to the exhaust system arrangement，to design a bracket on the bearing outer sh
东风柳汽公司ell for exhaust ternary catalytic bracket，in the process of durable road test，found the bracket on the bearing outer shell cracking.In this paper，by observing the actual installation condition，to modify the simulation connection model for analysis and optimization of the ternary catalyst support and the assembly g ap，to prevent the shell from cracking again.
Key words:shell;the ternary catalysts support;assembly gap
(上接第127页）
The Optimal Design of the Lifting Bow Circuit of Subway Electric Bus
Z H O U Ling-hao
(Operation Branch of Nanchang Rail Transit Group C o.，Ltd.，Nanchang 330072，China)
Abstract:This paper analyzes the safety problems of the hoisting b o w and traction system of the electric bus in the process of pre-acceptance and operation and maintenance of the south Extension line of Nanchang Metro Line 2, and finds out the hidden danger of the line safety，and puts forward an optimized reconstruction scheme to ensure the safety of the electric bus in the operation and maintenance of the pantotem and traction system.The practice shows that the optimization scheme ca
n effectively reduce the security risks and ensure the operation stability. Key7words：electric b u s；pantograph；traction system；optimize and transform；security
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