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多连杆后悬架托臂的www.mg4355cc.com手机版

发布于:2019-03-20 17:42
有限元

      汽车多连杆后悬架托臂是悬架系统的导向元件,在悬架系统中有扭杆作用,起到一定减振作用;同时也作为后弹簧的下弹簧座,连接车身起到支架作用。其mg4355娱乐城的好坏直接影响到悬架系统的稳定性和行驶的安全性。
      有限元法是一种离散化的数学方法,主要依据变分原理来求解数学物理问题,将连续弹性体划分成有限多个单元,单元间依据节点相互连接。在满足一定的精度要求下,运用有限个参数来描述单元的力学特性,这些单元力学特性的总合可理解为整个连续体的力学特性,从而建立连续体力的平衡关系。
      运用ABAQUS非线性算法模拟托臂的mg4355娱乐城问题属于金属材料的弹塑性分析范畴。应用经典弹塑性理论来分析弹塑性材料,材料的各向同性屈服应用协屈服面来定义。金属材料弹塑性变形可简述如下:小应变时,材料属性可认为是线弹性,弹性模量E为常数,当应力值超出材料屈服极限后,刚度就会显著下降。这样材料的应变可分为塑性和弹性两部分,卸载后,弹性应变消失,塑性应变不可恢复;若再次加载,材料屈服极限得到提高,即硬化阶段。材料的弹塑性行为,如图所示。材料的单向拉伸/压缩实验得到的数据可表示为名义应变和名义应力。
      以某轿车多连杆后悬架托臂为例,详细阐述托臂结构有限元模型的建立。该托臂一端通过衬套安装在车身上,一端固定在后悬架支架上,根据从中得到的三维数模,如图所示:划分有限元网格,建立有限元模型,如图所示。托臂建模注意事项如下:(1)托臂为扳金件,采用尺寸的PSHELL壳单元划分网格,其中,托臂的制动器支架和弯管的特征变化区域网格需要细划,单元尺寸可控制在2-3左右。单元网格疏密过度区域,衔接要尽量自然,单元尺寸变化不可太大,对于弯管小臂和弯管中部焊接区域,网格节点要尽量对齐。(2)弯形臂和制动器支架的二氧化碳保护焊采用刚性单元rigid模拟,弯臂小头和弯臂中管的烧焊连接采用两倍厚度的壳单元连续处理,所用材料属性和母材相同。车辆行驶时车轮所受的载荷状况异常复杂,且是随机载荷,随车辆载重、驾驶员的操纵、发动机输出转矩、路面不平度、地面附着系数及行驶速度等不同而变化,故确定若干典型工况,进行强度校核尤为重要。
      该车基本参数,满载质量2035kg、前轴荷10582kg、后轴荷质量976.8kg、质心高度672mm,轴距2630mm、前轮距1170mm、后轮距1570mm、轮胎半径330mm。托臂材料参数为:左后拖曳臂上体、左后拖曳臂上体加强板材料均为SPHE,厚度均为3.5mm;左弯形臂左/右片材料均为SPHC厚度均为3.5mm;套管材料为10#无缝钢,料厚76*4.5mm;左后托臂下体、左后托臂下体加强板材料均为SPHE厚度均为3.0mm,左后减震器安装支架本体材料为SAPH370,料厚3mm;左制动器安装内/外板材料为SAPH440,料厚分别为1.5mm和3mm。其中,材料的强度极限分别为270MPa,170Mpa,370MPa,440MPa。在托臂mg4355平台中不考虑轮胎的作用,需将接地点的力等效转换到转向节与轮辆的装配点处。约束条件为:套筒衬套用全约束的RBE2单元连接,并约束X,Y和Z三个方向平动自由度;制动器安装板安装点的刚性单元RBE2放开三个方向的转动自由度,并约束X,Y和Z三个方向平动自由度。载荷施加点在转向节与轮惘装配点处。上述工况算得轮辆装配点在4个工况下等效载荷如表所示:在工况工下,车轮所受载荷为X方面的牵引力和Z方向的自重,可算得作用在后轮上的载荷为:Fx=4390N,FY=0,FZ=4390N。托臂弹簧座应力分布云图,如图所示,最大应力为963MPa,是模拟过程的刚性连接造成(虚假应力),该区域也不是断裂区域,予以忽略不计;制动器支架的应力分布云图,如图所示,最大应力为400MPa,出现在焊接位置处;弯管的应力分布云图,如图所示。以上三图显示,在后轮驱动时,较高的应力出现在制动器支架和弯管处。制动器支架处应力值小于材料屈服极限,但数值较高。弯管处应力值小于强度极限,满足静强度要求。



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