手机直线：
咨询热线：0571-56211150
悬架是车架与车桥或承载式车身与车轮之间的一切传力连接装置的总称，其性能直接影响整车的安全性、可靠性。后悬架系统是否满足产品的设计需要，对整车的性能起到关键作用。有限元分析技术为快速经济地实现这样的设计目标提供了可能。对于复杂的结构件，在汽车结构设计的初始阶段引入有限元模拟技术，而不再是仅凭经验来设计或修改结构，减少了昂贵的样件生产和测试的次数，大大缩短设计周期和节省产品开发成本。某工程车断开式后悬架系统在结构设计的概念和图纸设计阶段，借助于有限元技术通过对两个设计方案计算结果的分析比较，选出满足结构强度和轻量化并举的最佳悬架系统结构，从而既经济又快速地实现工程实际目标。
最为流行的CAE分析软件之一，HyperWorks因其拥有其它分析软件所无法比拟的前、后处理功能，越来越广泛的被运用于工业领域。首先在有限元软件Hypermesh的前处理平台上，建立后悬架系统完整的三维实体模型。后悬架系统包括车架，平衡轴，平衡轴支架，铸造横梁，横梁加强板及下连接板，由于后悬架系统空间布局的复杂性，建模时要注意局部坐标和整体坐标的调整，这样能够大大减小确定各部件总成相对位置和坐标的工作量。两个后悬架系统的区别见图，为了减少平衡轴支架对安装孔的干涉，后悬架系统的平衡轴支架增加了宽度。
在将两个实际后悬架系统的三维实体模型转化为有限元计算模型时，对车架进行了一些简化处理，以降低有限元计算模型中的单元数。车架的骨架比较大，在总的外形尺寸保持不变的情况下，缩短车架长度，并对两端进行约束。车架，横梁加强板及下连接板，在计算模型中利用四边形的壳单元模拟，大小控制在6mm。其他比较厚重的结构承载件则全部采用四面体的实体单元，大小控制在5mm。后悬架系统各结构件的材料选用见表。在静载条件下计算后悬架系统的变形及其应力分布时，是相对于车辆的静平衡位置，为了突出后悬架系统本身的变形状况，在计算模型中，将简化车架端面的所有自由度加以约束，以限制后悬架系统的刚体位移。后悬架系统承受的载荷，可以分为车辆动力装置作用在平衡轴支架下端连接孔的作用力与车轮对平衡轴的重力载荷。车辆动力装置对悬架系统产生的载荷平均分布在平衡轴支架下端的连接孔上。车轮重力静载荷均匀分布在其平衡轴的四段承载面上。
在设定的后悬架系统有限元计算模型的边界条件下，计算静力载荷作用时后悬架系统的应力和位移分布状态，具体见图，位移均发生在平衡轴外端面，位移小于0.5mm。后悬架系统的最大应力为267MPa，最大应力点位于平衡轴与平衡轴支架的上接触面，如图所示；后悬架系统的最大应力为271.6MPa，最大应力点位于平衡轴与平衡轴支架的下接触面处，如图所示。同时关注铸造横梁，平衡轴支架及平衡轴的应力分布情况，计算结果见表。从后悬架系统及各个结构件的应力分布状况可以看出，结构的应力值显著小于材料的屈服强度，且安全系数均大于1，说明两个后悬架系统及相应结构件的强度和刚度完全能达到设计要求，且后悬架系统的安全系数相对较高。在满足结构强度的要求下，轻量化的需求也是日益受到关注，而后悬架系统的质量较后者轻。通过对两个设计方案计算结果的分析比较，后悬架系统成为满足结构强度和轻量化要求下的较优结构。
(1)两种后悬架系统及各结构件的强度和刚度完全满足设计要求，且后悬架系统的安全系数相对较高。(2)比较两种后悬架系统的质量，后悬架系统的质量较后者轻6kg。(3)通过对两个设计方案计算结果的分析比较，后悬架系统为满足结构强度和轻量化要求下的较优结构。
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
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司www.vwnkzix.cn，转载请注明出处和相关链接！