【汽车车架静态性能分析案例5500字】

[22]公式可以得出：Κ=F施加载荷1.2.2车架扭转刚度工况建立车架扭转工况在模拟汽车遇到颠簸路面受力情况，反应出凹凸路面的情况给汽车带来外部载荷的影响。模拟扭转工况下前车架车头两侧的受到两个上下相反的扭转力，在该工况下，车辆受到的扭矩更大。这种情况下，各悬架受到更大的外力，并且这种外力的变化也是非常迅猛的，是以获取汽车相关部件抵抗变形的能力。与弯曲工况有所不同，扭转工况车架前部约束是前防撞梁。车架扭转刚度工况的约束为：车架前防撞梁约束dof3方向平移自由度释放其余五个自由度。车架前部分两侧将悬架弹簧座下用RBE2刚性单元连接，在连接中间点加上集中作用力的形式施加到弹簧座上下方处，左前端施加力为11250N，右前端施加力为-11250N，由此模拟车架受到载荷力扭转的情况。车架左后轴悬架座约束dof1、dof2、dof3方向的平移自由度，右后轴悬架座约束dof2、dof3方向的平移自由度释放其余转动方向。对车身结构在扭转工况计算得到的该车架的扭转位移情况。扭转工况与弯曲工况操作流程基本相同。表3-3车架扭转工况约束条件工况载荷前防撞梁左后轴右后轴车架扭转工况左前端11250N

右前端-11250N约束dof3方向平移自由度约束dof1、dof2dof3方向平移自由度约束dof2、dof3方向平移自由度图3-18车架扭转工况约束与载荷建立图3-19车架扭转工况位移图3-20车架扭转工况应力车架在扭转载荷的作用力下，车架右端在Z轴向下位移，车架左端向Z轴向上位移，车架的受力情况和变形状态符合车架扭转该工况。施加载荷力11250N情况下最大的位移为61.29mm。为了清晰观察变形情况将车架扭转工况下位移变形振幅放大5倍，，车架右端加载点的位置沿着Z方向的位移为-32.11mm，车架左端加载点的位置沿着Z方向的位移为32.26mm。1.3车架强度分析汽车上所以有各部件都需要车架结构部件承载力，车架承受着自身重量和其他载荷的作用力，以及汽车行驶过程中来自地面的各种做用力和力矩。因此，在车架的设计和分析过程中，必须保证车架具有一定较高的强度。车身强度决定着车辆的行驶的安全性和经济性，强度分析是研究车架的应力应变分布。本文实验模拟五个工况，通过对车架施加有效荷载，分析车架在最大荷载作用下的抗变形和抗断裂能力。1.1.1车架有效载荷建立模拟车架的实际工作状态必须按照车架本身的质量，进行实际添加到车架模型的配重上，车架实际重量载荷，要妥善进行车架真实质量施加载荷，这直接关系到计算分析结果的准确可靠度。本文在车架强度分析过程中，根据实际车架位置施加较大的载荷位置或质量，如电机质量、电池组质量、座椅乘客质量、货物等，对车架质心位置施加集中载荷，并采用运动耦合方法将质心与其安装位置耦合，电池包质量负载安装在电池包内部，乘客质量负载安装在车架地板，距离车架地板高度500mm，车身质量负载安装在车架前部中部后部，距离车架地板高度1200mm，电动汽车载客为14人，每位乘客按照70kg计算施加负载，车架配置负载参数信息如表3-1所示。表3-4车架配置负载参数信息序号负载名称质量（kg）1电机和控制器（前后）100*22转向机503乘客配重9804车身配重3005动力电池7006车架自重393车架配置负载流程：(1)在component组块中先分别建立两个单元, 将一个命名rbe3,用于存放连接支架与质心之间的连接，将另一个命名为mass，用于存放质心负载质量。创建完成后在component组块中找到两个新建的单元，选中之前建立的存放rbe3和mass单元设为当前组工作单元，并可以更改不同颜色便于区分。（2）在工具面板中进入>1D>rbe3进行编辑。（3）进入rbe3面板后点击calculatenode换成node，node点对点连接，用于创建rbe3负载线段的创建，dependentdonfes下全选并点击elemtypes>RBE3>create创建完成退出。（4）在1D面板选择masses>nodes>mass>输入负载质量>perperty选择负载的质心存放单元位置>elemtypes选择CONM2>cerate点击创建。如图3-21所示负载质心与负载线连接处所示。绿色线为负载线，中间点为施加质心点。图3-21车架电机与控制器负载建立图3-22车架电池包负载建立图3-23车架乘客和车身负载建立1.1.2车架强度工况建立表3-5车架强度分析载荷及约束参数信息分析工况载荷参数约束参数工况1：垂向工况Z=-2g左前123、右前13、左后23、右后23工况2：转向工况Y=1g；Z=-1g左前123、右前13、左后23、右后23工况3:制动工况X=1.5g;Z=-1g左前123、右前13、左后23、右后23工况4:右前轮悬空工况Z=-1.5g左前123、左后23、右后123工况5:左后轮悬空工况Z=-1.5g左前123、右前13、右后123强度工况建立流程：第一步建立一个强度工况的loadcollectors用于存放强度工况的加速度载荷，在Analysis面板下选择accels>create>globalsystem>magnitude输入加速度数值>选择加速方向>relativesize图标大小>loadtypes选择ACCEL>选择loadcollectors里面前建好载荷单元设为当前工作，最后点击create创建。第二步把建立成功的加速度单元，移植到整体模型中，实现整体加速度，在左侧的树形中sets>选中相应的加速度单击^accel_nodeset>EntityIDs>nodes>displayed选中显示模型>cancel完成模型移植加速度。第三步创建强度约束工况在Analysis面板>constraints单独建立相应工况的约束。第四步建立强度工况的loadsteps，在Analysis面板>loadsteps>name工况名称>SPC>LOAD>type分析类型>linearstattic>create创建完成。垂向工况模拟汽车在满载时，车架所受到的Z轴向下垂直重力加速度作用力，反应车架的抗弯曲强度。车架载荷加速度Z轴-2g，左前轴约束dof1、dof2、dof3，右前轴约束dof1、dof3，左后轴约束dof2、dof3，右后轴约束dof2、dof3，车架模拟垂向工况如图3-24所示。图3-24车架强度垂向工况建立图3-25车架垂向工况应力转向工况模拟汽车在行驶满载时，汽车转向时车架所受到的Y轴方向和Z轴方向的离心加速度作用力，反应汽车在行驶时车架转向离心力下的强度。车架载荷加速度Y轴1g，Z轴-2.5g，左前轴约束dof1、dof2、dof3，右前轴约束dof1、dof3，左后轴约束dof2、dof3，右后轴约束dof2、dof3，车架模拟转向工况如图3-26所示。图3-26车架转向工况建立图3-27车架转向工况应力制动工况模拟汽车在行驶满载时，汽车制动时车架所受到的X轴方向和Z轴方向的惯性加速度作用力，反应汽车在行驶时车架制动惯性力下的强度。车架载荷加速度X轴1.5g，Z轴-1g，左前轴约束dof1、dof2、dof3，右前轴约束dof1、dof3，左后轴约束dof2、dof3，右后轴约束dof2、dof3，车架模拟制动工况如图3-8所示。图3-8车架制动工况建立图3-9车架制动工况应力右前轮悬空工况模拟汽车在行驶满载时，汽车右前轮遇到凸起凹坑路面车架右前轴所受到外界Z轴方向的惯性加速度作用力，反应汽车在行驶时车架右前轴在外界作用下的车架右前轴的强度。车架载荷加速度Z轴-1.5g，左前轴约束dof1、dof2、dof3，右前轴释放所有自由度，左后轴约束dof2、dof3，右后轴约束dof1、dof2、dof3，车架模拟右前轮悬空工况如图3-10所示。图3-10车架右前轮悬空工况建立图3-11车架右前轮悬空工况应力左后轮悬空工况模拟汽车在行驶满载时，汽车左后轮遇到凸起凹坑路面车架右前轴所受到外界Z轴方向的惯性加速度作用力，反应汽车在行驶时车架左后轴在外界作用下的车架左后轴的强度。车架载荷加速度Z轴-1.5g，左前轴约束dof1、dof2、dof3，右前轴约束dof1、do