Page 82 - 理化检验-物理分册2023年第十期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202310016

汽车稳定杆连接杆球头销断裂原因

袁成逸, 李 迪, 杨毅涛, 徐文雷

[ 吉利汽车研究院( 宁波) 有限公司, 宁波 315336 ]
摘 要: 某汽车稳定杆连接杆球头销发生断裂现象, 采用宏观观察、 化学成分分析、 扫描电镜
分析、 金相检验、 硬度测试等方法分析了其断裂原因, 用有限元分析方法进一步分析。结果表
明: 未对球头销进行调质热处理, 导致其力学性能降低, 球头销在外界交变载荷的作用下发生了
断裂。

关键词: 球头销; 断裂; 调质; 有限元分析

中图分类号: TB31 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 10-0066-05

Causesoffractureofballheadp inofconnectin g rodfor

automobile stabilizerbar

YUANChen gy i , LIDi , YANGYitao , XU Wenlei

[ Geel yAutomobileResearchInstitute ( Nin g bo ) Co. , Ltd. , Nin g bo315336 , China ]

Abstract : Theballheadp inoftheconnectin grodofanautomobilestabilizerbarfractured.Thefracture

causeswereanal y zedb y meansof macrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , scannin gelectron

microsco p eanal y sis , metallo g ra p hicexaminationandhardnesstest , andfurtheranal y zedb y finiteelementanal y sis.

Theresultsshowthatthemechanical p ro p ertiesoftheballhead p inwerereducedwithout q uenchin g andtem p erin g

heattreatment , andtheballheadp inwasbrokenundertheactionofexternalalternatin g load.

Ke y words : ballheadp in ; fracture ; q uenchin g ; finiteelementanal y sis
汽车通过稳定杆来调整侧倾角的刚度, 以改 1 理化检验
善汽车的行驶稳定性, 因此稳定杆连接杆与连接
件之间球头销的性能直接影响车辆驾乘的操纵稳 1.1 宏观观察
定性以及乘坐舒适性 [ 1-3 ] 。在对某型号汽车进行结 稳定杆连接杆球头销宏观形貌如图1所示, 箭

构强度耐久路试时, 其稳定杆连接杆球头销发生 头所指为断裂位置。由图1可知: 球头销沿颈部应
断裂现象。球头销选用的材料为42CrMo钢, 该钢 力集中处断裂, 断口附近未发生明显宏观塑性变形。
是一种优质合金高强钢, 经过调质处理后, 该钢具 球头销断口宏观形貌如图2所示。根据断裂纹
有优良的综合力学性能, 已广泛应用于汽车、 航空 理特征, 可将断口分为4个区域: 上下两侧为裂纹源
航天及工程机械等领域 [ 4-8 ] 。球头销的主要生产 区Ⅰ和Ⅱ ; 沿上下两侧向中心延伸的为裂纹扩展区
Ⅰ和Ⅱ , 这两个区域的断裂纹理较细, 颜色呈白亮
工艺为: 下料 → 冷镦 → 淬火 → 高温回火 → 滚丝 →
粗车→精车→滚光 → 清洗 → 入库。笔者采用一系 色; 中间区域为最终断裂区, 该区域断裂纹理较粗
列理化检验和有限元方法分析该球头销断裂的原 糙, 颜色呈暗黑色。

因, 以避免该类事故再次发生。 1.2 化学成分分析
采用直读光谱仪对断裂球头销材料进行化学成

分分析, 结果如表1所示, 其结果满足 GB / T3077 —

收稿日期: 2022-11-28 2015 《 合金结构钢》 的要求。
作者简介: 袁成逸( 1985- ), 男, 硕士, 主要研究方向为汽车金属
材料工艺、 组织、 性能表征及断裂失效分析工作, 290126204@ qq .com
6 6