底盘结构件强度分析报告(后桥、制动器、摆臂、副车架等)

编号：*********底盘结构件强度分析报告项目名称：编制:日期:校对:日期:审核:日期:批准:日期:**汽车有限公司2012年6月目录1任务来源..................................................................................................................................12分析目的..................................................................................................................................13前悬模型分析..........................................................................................................................13.1模型简化...................................................................................................................................13.2前悬模型简介..........................................................................................................................14前悬分析工况介绍..................................................................................................................24.1最大铅垂力工况（1.75倍静载）...........................................................................................24.2最大制动工况...........................................................................................................................24.3最大侧向力工况.......................................................................................................................25前悬分析结果..........................................................................................................................26后悬分析模型..........................................................................................................................66.1后悬分析模型简化...................................................................................................................66.2后桥模型简介..........................................................................................................................67后悬分析工况介绍..................................................................................................................67.1最大铅垂力工况（1.75倍静载）...........................................................................................77.2最大制动力工况.......................................................................................................................77.3最大侧向力工况.......................................................................................................................78后悬分析结果..........................................................................................................................79结论...........................................................................................................................................10底盘结构件强度分析报告QQ汽车有限公司第1页共10页1任务来源根据**车型设计开发协议书及相关输出要求，**车型要求对其前后悬架进行强度分析。2分析目的**的前后悬架多为借用，且**现在已经加重，需要对前后悬架在新设计的**上的强度进行计算，分析其强度条件是否满足。3前悬模型分析3.1模型简化**车前悬是麦弗逊式悬架，根据各部件之间的联接关系对模型进行相应的简化。简化后的前悬模型由以下几个部件组成，分别是：左右减震器外筒、转向节、下摆臂、转向横拉杆，纵向推力杆，减震器安装支架等。在ABAQUS中建立有限元仿真模型（见图1）。图1前悬运动学模型3.2前悬模型简介由于前悬中的部分部件形状较为复杂，比如转向节、纵梁推力杆等，对于六面体分网有一定难度。为保证项目进度，且又不失仿真结果的精确性，对这些部件采用了比较密集的四面体网格划分，且在ABAQUS中，赋予C3D10M二次四面体修正单元。该类型单元可以用于接触等分析类型，且精度较高。其他部件采用六面体分网，赋予C3D8I非协调六面体单元。该类型单元同样具有较高的仿真精度，同时不存在沙漏现象。各部件之间的联接关系按照实际情况，同时也参考了ADAMS中麦弗逊悬架各部件间的运动学关系。底盘结构件强度分析报告QQ汽车有限公司第2页共10页4前悬分析工况介绍初始条件：满载前轴载荷：785KG前轴簧下质量：56KG簧上质量：729KG轮胎滚动半径：286MM单侧轮胎接地点受力：3846.5N4.1最大铅垂力工况（1.75倍静载）最大铅垂力工况模拟在1.75倍的满载状态下前悬的受力情况，单侧转向节上的载荷如下：垂向力：6731.375N4.2最大制动工况最大制动工况模拟了车辆在摩擦系数为0.8的路面下的制动情况，且摩擦力完全充当制动力。该分析也同时考虑车辆在制动情况下的轴荷转移情况，即制动点头，前悬分析时计入1.2的轴荷转移系数。单侧转向节上的受力情况如下：垂直力：4615.8N切向力：3692.64N切向力引起的制动力矩：1056095.04N.MM4.3最大侧向力工况最大侧向力工况模拟车辆在侧滑与侧翻两种工况同时发生的情况，当然每种车辆的侧滑与侧翻所对应的侧向加速度的阀值是不一样的，且在不同的路面附着条件等因素情况下，侧滑与侧翻发生的先后顺序也不一致。但作为一种极限工况，本分析报告中考虑了这种情况。如果侧滑与侧倾同时发生，只有单侧车轮承受整车重力，同时也只有单侧车轮能提供与离心力相平衡的地面摩擦力。单侧转向节上的受力情况如下：垂直力：7693N侧向力：6154.4N由侧向力引起的弯矩：1760158.4N.MM5前悬分析结果底盘结构件强度分析报告QQ汽车有限公司第3页共10页图2最大铅垂力工况图3最大铅垂力工况减震器外筒图4最大铅垂力工况转向节图5最大铅垂力工况减震器安装支架图6最大铅垂力工况下控制臂及纵向推力杆底盘结构件强度分析报告QQ汽车有限公司第4页共10页图7最大制动力工况图8最大制动力工况减震器外筒图9最大制动力工况转向节图10最大制动力工况减震器安装支架图11最大制动力工况下控制臂及纵向推力杆底盘结构件强度分析报告QQ汽车有限公司第5页共10页图12最大侧向力工况图13最大侧向力工况减震器外筒图14最大侧向力工况转向节图15最大侧向力工况减震器安装支架图16最大侧向力工况下控制臂及纵向推力杆底盘结构件强度分析报告QQ汽车有限公司第6页共10页6后悬分析模型6.1后悬分析模型简化后悬的板簧由于片数很多，且非线性程度较高，同时由于后桥载荷主要由桥壳承受，为了保证分析的进度，本次分析只针对桥壳进行了强度的分析。在ABAQUS中建立后桥的分析模型如下图所示：图17后桥壳强度分析模型6.2后桥模型简介后桥的模型通过大量的C3D10M二次四面体修正单元进行离散，对几何结构比较规整的模型使用C3D8I进行离散。焊接使用ABAQUS中的TIE约束方式进行处理，此种焊接处理简单有效，同时不会增加整个模型的刚性，但焊接的失效，用TIE不能进行处理。本分析本着对部件结构强度的分析，重点不是焊接，所以，模型如此简化还是具有可行性。7后悬分析工况介绍在4节中，已经对各工况的意义进行了阐述，这里不再作说明，下面列出后桥的载荷信息以及各工况下的载荷情况。这里对后桥的边界条件进行说明：在板簧安装位置进行全约束，在轮心位置所受的纵向力、横向力以及垂向力通过桥壳法兰下面的深沟球轴承进行传递。而扭矩与弯矩则通过法兰上的四颗螺栓进行传递。初始条件：满载后轴载荷：1025KG后轴簧下质量：102KG簧上质量：923KG底盘结构件强度分析报告QQ汽车有限公司第7页共10页轮胎滚动半径：286MM单侧轮胎接地点受力：5022.5N7.1最大铅垂力工况（1.75倍静载）垂直力：7914.7N7.2最大制动力工况垂向力：3618.2N切向力：3214.4N切向力引起的制动力矩：919318.4N.MM7.3最大侧向力工况垂向力：9045.4N侧向力：8036N侧向力引起的弯矩：2298296N.MM8后悬分析结果图18最大铅垂力工况底盘结构件强度分析报告QQ汽车有限公司第8页共10页图19最大铅垂力工况板簧安装支架图20最大铅垂力工况桥壳后段图21最大铅垂力工况法兰图22最大铅垂力工况桥壳中段图23最大制动力工况底盘结构件强度分析报告QQ汽车有限公司第9页共10页图24最大制动力工况板簧安装支架图25最大制动力工况桥壳后段图26最大制动力工况法兰图27最大制动力工况桥壳中段图28最大侧向力工况底盘结构件强度分析报告QQ汽车有限公司第10页共10页图29最大侧向力工况板簧安装支架图30最大侧向力工况桥壳后段图31最大侧向力工况法兰图32最大侧向力工况桥壳中段9结论通过分析，可知前悬架在最大侧向力工况时，应力较大，而最大制动力和1.75倍满载情况下，结构强度还基本能够满足；后桥在最大制动力工况时，板簧安装支架与桥壳的焊接面的应力较大，而其他工况结构强度基本满足