我们刚开完5000公里的耐久试验，那个被大家当作“主力军”的电动真空泵在高温环境下居然出了问题，隔热罩直接在倒角折弯处裂开了。这个故障很隐蔽，驾驶员甚至都没察觉到异常。 你看这开裂的位置，壁厚只有0.5毫米，材料是铝1060-0，屈服强度也就35 MPa，这强度有点低。隔热罩一端被螺栓锁死在泵支架上，另一端连着泵本体，支架还靠三点式硬梆梆地连在发动机壳体上。发动机在那里发出的高温、高振、高应力全都找上了它。 一开始我以为是热应力导致的开裂，但仿真结果显示不对劲。把隔热罩整体加热到150度，最大应力居然出现在远离裂纹的地方，而且数值超过了材料极限。既然位置对不上号，热应力的嫌疑就被排除了。 接着我做了模态分析，结果吓了我一跳。隔热罩的固有频率是191 Hz，发动机二阶激励频率是183 Hz，两者只差8 Hz。按照行规得留1.2倍的安全系数才行，现在实际安全系数还不到1。更吓人的是，最大应变能的位置和裂纹完全重合了，这共振的嫌疑可就大了去了。 为了验证这个猜测，我又做了随机振动测试。按企业标准输入X/Y/Z三个方向的PSD数据一算，结果显示在1σ下最大应力达到了62 MPa，正好出现在裂纹的起始处。这一下就坐实了是振动搞的鬼。 为了解决这个问题我想了两个办法。第一个是表面加筋，想把薄薄的外壳变成硬壳。虽然一阶模态提升到了243 Hz，增幅有27%，但还是不够安全系数要求，而且裂纹容易发生的点还是老样子没动。 第二个办法是增加固定点。在隔热罩和支架之间再加一个刚性连接点，形成三角定位。这次一阶模态升到了245 Hz，增幅有28%，安全系数也超过了1.2；随机振动的最大应力更是降到了30 MPa，降幅达到了52%，强度要求完全达标。 优化后的隔热罩重新上车跑了10000公里耐久试验后静态复查，既没出现新裂纹也没让老裂纹扩展开来。看来这套“先模态分析、后随机振动仿真、再加固”的思路确实管用。对于那些贴身布置在高温下的部件来说，这种做法很值得借鉴。