扭轉梁是一種典型的半獨立懸架，主要連接車身，減震器，彈簧及后芯軸，主要功能是傳遞懸架載荷，支撐彈簧、減震器、后芯軸、制動管路，并滿足幾何學和彈性運動的要求。

▲ 扭轉梁結構

扭轉梁結構雖然簡單，但是受力復雜：左右輪心作用相互影響，常見扭轉梁變形模式為扭轉和彎曲。這兩種模式下，扭轉梁分別會出現不一樣的失效模式。在整車開發周期中，扭轉梁常見的疲勞分析方法有準靜態法，瞬態分析法，頻率分析法三種。

▲ 扭轉梁后橋

▲ 扭轉梁CAE模型

準靜態法是表示扭轉梁快速通過慣性釋放法，確定應力分布和相應的損傷。不管是項目前期的靜態工況還是動載工況評估，都可以用準靜態方法快速確定扭轉梁損傷。

靜態工況即在扭梁各硬點加載恒定幅值力，若干單工況評價扭轉梁耐久狀態，一般用于扭轉梁概念階段發布。動載工況即通過單位力準靜態評估應力，再通過動態載荷線性疊加確定最后損傷，用于扭轉梁軟模及硬模階段發布。

▲ 準靜態分析法

瞬態分析法是指當路面激勵頻率大于扭轉梁固有頻率三分之一時，扭轉梁疲勞需考慮動載激勵共振耐久加劇的影響。瞬態分析法可分為直接法和模態疊加法。直接法是在扭轉梁受載工況中加載時間歷程，并計算時間歷程下每個時間點的應力狀態，并進一步做疲勞計算。這種方法應力評估計算時間長，計算文件大的問題。

模態疊加法即可解決計算時間的問題，模態疊加法是通過先計算扭轉梁自由模態及模態應力，與每條路面每個硬點通道激勵下的模態坐標位移，再在疲勞軟件做計算疊加，得到考慮振動的疲勞損傷。目前該方法在識別焊縫風險區域效果較好。

▲ 一階扭轉應力

▲ 二階彎曲應力

頻率分析法是指扭轉梁考慮路面激勵下的頻率響應，并基于功率譜密度函數對載荷時間歷程掃描，并與模態應力作疲勞評估。該方法相比模態疊加法有更高的效率，但是隨機載荷的動力響應未完成整個瞬態分析。對于扭轉梁對左右輪心相位十分敏感，如果采用掃頻PSD譜法，容易遺漏部分關鍵信號，在扭轉梁上疲勞評估精度不如模態疊加法。

▲ 頻響曲線

準靜態法、瞬態分析法、頻率分析法三種方法依據載荷類型不同而區分，不同方法有著不同的效率和計算范圍。當扭轉梁固有頻率大于路面激勵3倍時，準靜態法即可滿足耐久精度的要求。而當固有頻率小于路面激勵的3倍時，需要瞬態分析法和頻率分析法對扭轉梁焊縫疲勞精度做進一步修正。