車底架結(jié)構(gòu)強度分析

2013-06-15  by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM  來源:仿真在線

為了適應(yīng)激烈的市場竟?fàn)?滿足用戶需求,企業(yè)需要開發(fā)出高品質(zhì)、低價位的新產(chǎn)品。為此,CAE技術(shù)在開發(fā)中得到了廣泛的重視并應(yīng)用。在某車型的引進(jìn)吸收開發(fā)過程中,針對路試后發(fā)現(xiàn)底架變型存在的局部強度不足的情況。

車架是邊梁式車架結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)復(fù)雜使用梁單元則無法反映局部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變,我們采用板殼單元建立能夠反映局部細(xì)節(jié)的模型。使用板殼單元,真實地反映各梁的應(yīng)力和應(yīng)變情況。

圖1 底架的有限元計算模型

底架的約束支承是前端懸掛獨立方式支撐,在左右支點各加約束;后端后懸掛為鋼板彈簧平衡懸掛,計算模型引用大剛度梁支承前后吊耳,在后橋騎馬螺栓位置加約束。準(zhǔn)確模擬了底架實際狀況下的約束支承,保證計算分析結(jié)果和工程結(jié)構(gòu)一致。

根據(jù)有限元計算結(jié)果,底架部分變形情況如圖。在此工況下,底架部分中安裝后懸掛后支承座的車架縱梁部位應(yīng)力響應(yīng)最高。

        
圖 2  底架部分變形云圖                   圖3后懸掛后支承座區(qū)應(yīng)力響應(yīng)

計算結(jié)果表明,車底架部分的強度問題表現(xiàn)在后懸掛后支承區(qū),通過結(jié)果分析,得出結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案:

1、在左右后懸掛后支承座中間加平衡橫梁。解除車架縱梁段的扭轉(zhuǎn)和后三、二橫梁為平衡其必須的附加彎矩。
 
2、改變后懸掛前支承部位結(jié)構(gòu)過于零散的問題,考慮在上下翼加整體加強板。提高彎曲剛度和降低焊點產(chǎn)生的疲勞敏感度下降問題。

通過建立結(jié)構(gòu)復(fù)雜的底架板殼單元有限元計算模型,利用ANSYS Mechanical對某型車底架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了強度分析研究。指出結(jié)構(gòu)設(shè)計特性,為進(jìn)一步結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計提供了理論依據(jù)。

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