汽車副車架擺臂固定支架強(qiáng)度CAE仿真分析
前言：副車架是一個(gè)支撐車橋和懸架的支架，汽車的行駛系統(tǒng)（也就是車橋，包括車輪、輪軸、差速器等部件）通過懸架元件先安裝在這個(gè)支架上，再作為一個(gè)整體總成，用起減振抗扭作用的彈性橡膠墊連接到車身上。副車架的作用，相當(dāng)于在懸架和車身之間增加了一級緩沖，它減輕了車身的負(fù)荷，可以明顯改善整車的舒適和操控性。通過CAE仿真指出極限載荷條件下，副車架擺臂固定支架靜強(qiáng)度的應(yīng)力分布，為進(jìn)一步改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
HyperMesh，ABAQUS，MSCAdams
2、分析方案描述
本次分析主要分三步，第一步通過相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出極限工況下前輪的受力情況。
極限工況有三種：顛簸、制動和轉(zhuǎn)彎，基本可以涵蓋車輛在行駛過程中所受到的極限載荷。三種工況具體參數(shù)設(shè)置及計(jì)算結(jié)果如下表所示：
第二步，在MSCAdams中建立前懸架及車輪的動力學(xué)模型，將第一步的計(jì)算結(jié)果做為載荷加載到動力學(xué)模型上，計(jì)算副車架左側(cè)擺臂固定支架受力情況。動力學(xué)模型如圖一所示：
第三步，在HyperMesh中建立副車架擺臂固定支架的有限元模型，將第二步的計(jì)算結(jié)果做為載荷加載到模型上，導(dǎo)出格式為。odb的計(jì)算文件，通過ABAQUS計(jì)算副車架擺臂固定支架的應(yīng)力分布。
HyperMesh軟件是一個(gè)高性能的有限元分析前處理軟件，借助它我們可以快速的對幾何進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并調(diào)節(jié)網(wǎng)格質(zhì)量，使其達(dá)到有限元的標(biāo)準(zhǔn)。HyperMesh和常用的解算器如Nastran，ABAQUS都有非常良好的接口，我們可以通過HyperMesh非常方便的設(shè)置ABAQUS計(jì)算過程中的各種控制卡片和輸出卡片。在本次分析中，我們將應(yīng)力設(shè)置為輸出項(xiàng)目。在計(jì)算完成后，我們可以借助于ABAQUS對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理。ABAQUS是一款功能強(qiáng)大的基于有限元法的工程模擬軟件，其解決問題的范圍包括從相對簡單的線性分析到最富有挑戰(zhàn)性的非線性模擬問題。
副車架擺臂固定支架應(yīng)力分布如圖3至圖5所示：
圖3：顛簸工況應(yīng)力云圖
圖4：制動工況應(yīng)力云圖
原設(shè)計(jì)方案中，副車架擺臂固定支架的材料選擇SAPH370，該材料的屈服強(qiáng)度為261。7MPa。由應(yīng)力結(jié)果可知在顛簸工況下，副車架擺臂固定支架的應(yīng)力超過261。7MPa，存在破壞風(fēng)險(xiǎn)，故建議選用強(qiáng)度更高的SAPH370440。
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