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《一颗螺栓导致的特斯拉Model X&S召回分析》

《一颗螺栓导致的特斯拉Model X&S召回分析》 兹懋Zmart
2020-10-26
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导读:特斯拉MODEL X/S球头螺栓断裂问题分析

特斯拉又又又因为紧固件问题召回了


近日,特斯拉汽车(北京)有限公司宣布自即日起,因前/后悬架隐患,分别召回29193辆进口Model S和Model X电动汽车,及19249辆进口Model S电动汽车。
 


其中29193辆Model S和Model X汽车召回原因为车辆在经受较大的外部冲击时,前悬架后连杆球头螺栓会产生初始裂纹,继续使用车辆时该裂纹可能出现延展并导致球头螺栓断裂。在极端情况下球头锥形座可能会从转向节中脱出,影响车辆的操控,增加发生事故的风险,存在安全隐患。


对此,特斯拉汽车(北京)有限公司将为召回范围内车辆免费更换改进后的左、右前悬架后连杆,以消除安全隐患。


另有19249辆进口Model S汽车则因“车辆在经受较大的外部冲击时,可能会发生后悬架上连杆变形,继续使用车辆时该部件会进一步弱化,极端情况下可能发生断裂,影响车辆的操控,增加发生事故的风险,存在安全隐患”而被召回。特斯拉汽车(北京)有限公司将为召回范围内车辆免费更换改进后的左、右后悬架上连杆,以消除安全隐患。

 

前悬架球头螺栓具体位置


我们来看看前悬架后连杆球头螺栓具体位置,球头连接螺栓具体位置如下图,前悬架后连接承受非常大的减振器传递过来的压力,在车轮过坑时候也会受到一定的拉力
 


具体位置如下图黄色部分,后连接与球头销连接,球头销压入到球窝中,球头销除了会受到上述的压力,拉力外,还会受到横向方向的剪切载荷
 


球销连接螺栓孔采用锥形孔连接,但是球销杆部是圆柱形孔,与其它车型球销螺栓连接处不太一样。传统车型球销连接往往采用1:6、1:8等的锥度球销杆通过螺母拧紧后牢牢的压紧到螺栓孔中,在受到载荷作用下,球销与转向节牢牢地连接到一起,不会有很大的冲击载荷,一般不会在球销与螺母连接部分出现断裂情况。


   


专家把脉


  1. 主要原因是球销与传统球销设计不同,在装配时易出现偏斜情况,导致螺母连接后可能存在较大的弯矩,长期运行后产生疲劳断裂。

  2. 横向载荷(刹车、转弯时)较大,而球销杆与球销孔存在较大的间隙,在螺母端会存在较大弯矩,长期运行易产生疲劳断裂。

  3. 铝合金转向节与球销材料不同,在高低温场合易产生额外的轴向应力。

  4. 螺栓孔尺寸较大,接触面面积较小,压应力较大,易出现压溃,造成预紧力损失,从而引起松动。螺母松动(预紧力降低)后,易产生冲击,载荷变大,造成螺栓的疲劳断裂。



兹懋解决方案


  1. 采用德国Screw Designer Professional螺纹接头计算校核软件进行详细的设计校核,避免出现压溃,疲劳等问题,首先在设计上满足要求。


  2. 在允许条件下,可考虑采用类似传统的球销设计,球销与球销孔采用锥度连接,螺母拧紧后有一定的类似过盈量,提高承载能力,减少球销杆部的弯矩。

  3. 提高预紧力,可通过模拟装配超声波轴力测量来确定合适的预紧力。

  4. 此处采用了类似齿形垫圈的防松措施,但该垫圈在铝合金材料上是否能起到足够的防松作用尚需进行确认,可通过横向振动试验机来进行防松性能的验证。




关于兹懋 

      作为德国领先紧固技术在中国的代言人,旨在通过引进最先进的紧固技术助推中国先进制造业的发展。兹懋是来自德国的Kistler Remscheid (原Schatz)、ECM Datensysteme、AFS先进连接技术研究所驻中国的全权代表机构。提供源自德国的螺纹紧固连接检测、校准、分析的仪器设备,以及紧固连接全寿命周期的解决方案,并定期举办专业的紧固培训研讨会,深受业内好评。

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