車底架結構強度分析

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

為了適應激烈的市場竟爭,滿足用戶需求,企業需要開發出高品質、低價位的新產品。為此,CAE技術在開發中得到了廣泛的重視并應用。在某車型的引進吸收開發過程中,針對路試后發現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構,結構復雜使用梁單元則無法反映局部結構的應力應變,我們采用板殼單元建立能夠反映局部細節的模型。使用板殼單元,真實地反映各梁的應力和應變情況。

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。準確模擬了底架實際狀況下的約束支承,保證計算分析結果和工程結構一致。

根據有限元計算結果,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力響應最高。

        
圖 2  底架部分變形云圖                   圖3后懸掛后支承座區應力響應

計算結果表明,車底架部分的強度問題表現在后懸掛后支承區,通過結果分析,得出結構改進方案:

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構過于零散的問題,考慮在上下翼加整體加強板。提高彎曲剛度和降低焊點產生的疲勞敏感度下降問題。

通過建立結構復雜的底架板殼單元有限元計算模型,利用ANSYS Mechanical對某型車底架結構進行了強度分析研究。指出結構設計特性,為進一步結構改進設計提供了理論依據。

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