淺談懸架設計驗證與分析

張磊

摘 要：懸架是汽車組成的關鍵部件，設計質量好壞直接影響產品質量和成本控制，因此設計驗證工作成為產品開發過程必不可缺的重要一環，本文主要從懸架的設計驗證方法分類和常見設計驗證方法進行分析和總結。

關鍵詞：懸架;設計驗證;試制;試驗

0 概述

懸架設計開發輸出的是信息/文件，為了確保設計和開發輸出資料滿足輸入資料要求，根據設計和開發策劃時做出的任務計劃的安排，對設計和開發進行驗證。設計驗證工作是設計開發過程中一項非常關鍵的任務，也是驗證設計質量的唯一途徑。

1 懸架設計驗證方法分類

廣義上的設計驗證分為產品設計驗證和過程設計驗證。產品設計驗證偏向于驗證懸架產品的設計結果是否滿足設計的輸入，而過程設計驗證側重于驗證可制造性、可裝配性以及裝配的選型、過程參數設定的合理性等。雖然驗證的方向有所區別，但有相互關聯。需要根據新項目開發成熟度和開發人員的經驗進行評估確定，驗證的方法應根據具體情況選擇以下幾種方式：

（1）設計評審為評價設計滿足質量要求的能力，識別問題及提出解決辦法，對設計所作的綜合性、系統性并形成文件的檢查。由設計、工藝、品質、生產等部門代表組成的評審機構對產品的設計方案，從可靠性的角度，按事先確定的設計和評審表進行的審查叫可靠性設計評審。

1）設計評審主要目的是及時發現潛在的設計缺陷，加速設計的成熟，降低決策風險。

2）實施設計評審的作用是：①評價設計是否滿足合同要求，是否符合設計規范及有關標準、準則;②發現和確定設計的薄弱環節和可靠性風險較高的區域，研討并提出改進意見;③對研制試驗、程序和維修資源進行預先的考慮;④檢查和監督可靠性大綱的全面實施;⑤減少設計更改，縮短研制周期，降低壽命周期費用。

3）為了能對設計過程執行情況進行連續的觀察和監控，須在研制開發生產過程中設置一系列檢查、評審點。在關鍵設計階段，組織有經驗的同行專家和有關方面代表對設計進行及時、詳細的審查。設計評審中特別規定要請非直接參加設計的有關專家參加，這是非常有必要的。

（2）變換方式進行理論性核算，以驗證原來的計算結果和分析的正確性，其實這是一種反向推理驗證的過程，以佐證現有設計方案的合理性和有效性。

（3）計算機輔助工程（CAE）技術的提出就是要把工程的各個環節有機地組織起來，其關鍵就是將有關的信息集成，使其產生并存在于工程的整個生命周期。

（4）標桿分析法就是將新設計與以往成功的設計案例或最佳者進行比較，從而提出行動方法，以彌補自身的設計不足。

（5）試制主要是確認設計的合適與否、研究制造的方法。試制驗證主要驗證懸架產品相關零部件的可制造性、可裝配性以及與整車的裝配的匹配性，在此過程中，需產品工程師和試制工程師全程參與，記錄并分析過程異常點，為產品結構優化提供支持，同時也為后期產品工藝過程提供輸入或借鑒。

（6）試驗是設計驗證與合適性確認，對設計的結果是否滿足了設計開發開始時所確定的必須保證的要求事項進行客觀驗證的過程，而最終的產品是否具備或使其具備在使用時能夠滿足顧客需求的能力進行驗證的過程。試驗主要是以實物模擬整車狀態下的各種性能是否滿足設計之初的要求，個別的驗證項目需與整車協同路試試驗，驗證實車系統的整體匹配度和綜合性能。

（7）設計評審、變換方式進行理論核算以及標桿分析是理論層次的設計驗證方式，而試制和試驗是實物驗證，這幾類設計驗證方法相輔相成，缺一不可。

2 常見的設計驗證方法

（1）懸架新產品試制是指在完成新產品設計和工藝準備之后，為驗證所設計的新產品的圖紙、工藝等技術文件是否正確，能否達到預期的設計要求和質量標準而由企業或研究部門進行的試制生產。

（2）通過設計試制，確定了質量成本方面存在的問題，必須對設計進行變更，有時局部的變更也會影響到與其相關聯的部位，所以對相關部位也必須進行反復多次的試制和試驗。

（3）在懸架設計過程中，最好把這幾的質量要求都明確下來并標準化，但完全做到這一點，也是非常不容易的，需要大量的設計經驗累計支撐。懸架試制品完工后進行試驗，不僅要滿足使用條件下的性能試驗，還必須對其整車運動狀態下進行試驗。

（4）常見的懸架類產品性能試驗項目，如：懸架總成臺架疲勞試驗、轉向節落錘沖擊試驗、擺臂本體靜強度試驗、副車架剛度試驗等，設計方案確定后，相應的試驗標準要求也就明確了，接下來就是試驗方法的策劃和實施，下面以懸架總成的臺架實驗為例進行說明。滿載姿態下安裝：①測量車輪中心與左前襯套端面相對高度;②測量減振器安裝孔與左前襯套端面相對高度;③測量緩沖塊端面與左前襯套端面相對高度;④測量左前和左后襯套端面相對高度（或四個襯套坐標），使用100HZ±125mm（扭轉±5KN.m±50°）的動態液壓伺服作動器，安裝示意圖如圖1所示。

（5）若在試制、實驗過程中發現問題，需要對原設計進行變更，如：零部件結構變更、材料變更等，那就需要重新制作試制懸架樣品，并進行再一輪的試驗驗證分析，以保證設變后產品滿足預期懸架設計要求的目的。

3 結束語

懸架產品設計和設計驗證工作同等重要，將設計和設計驗證兩方面并駕齊驅。這不僅依靠懸架工程師的智慧和經驗，也要工藝、試驗等相關方的通力合作，確保高質量的懸架設計質量。

參考文獻：

[1]陳魁.試驗設計與分析[M].北京：清華大學出版社，2005.

[2]余志生.汽車理論[M].機械工業出版社，2009.