汽车有限公司底盘结构件强度分析报告.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 目目 录录 1任务来源 1 2分析目的 1 3前悬模型分析 1 3 1 模型简化 1 3 2 前悬模型简介 1 4前悬分析工况介绍 2 4 1 最大铅垂力工况 1 75 倍静载 2 4 2 最大制动工况 2 4 3 最大侧向力工况 2 5前悬分析结果 2 6后悬分析模型 6 6 1 后悬分析模型简化 6 6 2 后桥模型简介 6 7后悬分析工况介绍 6 7 1 最大铅垂力工况 1 75 倍静载 7 7 2 最大制动力工况 7 7 3 最大侧向力工况 7 8后悬分析结果 7 9 结论 10 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 1 任务来源任务来源 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 2 分析目的分析目的 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 3 前悬模型分析前悬模型分析 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 4 4 前悬分析工况介绍前悬分析工况介绍 初始条件 满载前轴载荷 785KG 前轴簧下质量 56 KG 簧上质量 729 KG 轮胎滚动半径 286MM 单侧轮胎接地点受力 3846 5N 4 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 375N 4 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 MM 4 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 MM 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 5 5 前悬分析结果前悬分析结果 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 6 6 后悬分析模型后悬分析模型 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 7 后悬分析工况介绍后悬分析工况介绍 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 102 KG 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 簧上质量 923KG 轮胎滚动半径 286MM 单侧轮胎接地点受力 5022 5N 7 1 最大铅垂力工况 1 75 倍静载 垂直力 7914 7N 7 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 MM 7 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 MM 8 8 后悬分析结果后悬分析结果 图 18 最大铅垂力工况 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 29 最大侧向力工况板簧安装支架图 3