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扭力梁安装支座的强度分析

发布于:2016-02-17 20:56
强度分析

      汽车结构强度分析是保证汽车安全性、可靠性、耐久性的重要指标,因此汽车结构强度分析也是CAE技术在汽车工程中应用最广泛的方面之一。通过强度分析可以得到结构应力、位移分布情况,通过这些分布情况可以判断结构在工作载荷作用下是否安全、可靠,结构的哪些部位会产生应力集中,哪些部位强度不够,以便对结构进行改进设计。本研究将从CAE仿真应用角度结合理论分析和工程实践,给出解决扭力梁安装支座强度失效问题的方案。
      在非独立后悬架系列中,目前没有发现比扭力梁式后悬架性能更优秀的悬架。雪铁龙、大众和日本的不少轿车的后悬架采用这种结构,东风汽车股份有限企业开发的某车型中也是采用此结构。该车型在整车耐久性试验过程中,扭力梁安装支座处的车身出现开裂现象,针对此问题,设计师新设计了三种结构的扭力梁安装支座,希翼通过有限元分析,选取最优方案,并能解决问题。以扭力梁安装支座为分析对象时,为反映扭力梁安装支座与车身连接具有一定的柔性,避免应力集中,同时考察扭力梁安装支座附近的车身在极限工况下是否会出现强度失效问题,需将扭力梁安装支座和其附近的车身作为一整体来分析。扭力梁安装支座和其附近车身三维CAD模型,采用HYPERMESHApp建立有限元模型,方案1(冲压件)、方案2(冲压件)和车身采用壳单元进行网格划分,方案3(铸件)采用体单元划分网格,零件之间使用RBE2连接,有限元模型如图所示。
      车身纵梁材料为H260YD+ZF,纵梁第四舷外支架材料为DC54D+ZF,后轮罩材料为DC03,扭力梁安装支座方案1、方案2及方案3材料分别为SAPH440和QT400-15-2。
      悬架系统承受路面冲击载荷的大小与车辆行驶加速度、路面状况和载重量等因素有关。本研究主要分析三种极限工况下扭力梁安装支座及其附近车身的强度。计算工况的确定:主要考察扭力梁安装支座及其附近车身在汽车上跳3g、转向1g和加速0.59时能否承受的工作载荷,相关的量值己通过多体动力学App计算得出,结果如表所示。从表可以得出,上跳3g和加速0.5g时,扭力梁左右安装点的载荷大小相等,所以只需从扭力梁左右安装支座中选取一个进行校核即可,选取扭力梁右安装支座,但在转向1g时,扭力梁左右安装点的载荷不一样,所以扭力梁左右安装支座都需校核。将其反作用力作为输入,施加到扭力梁安装点处,车身前后两端完全约束。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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