车底架结构强度分析

2013-06-15  by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM  来源:仿真在线

为了适应激烈的市场竟争,满足用户需求,企业需要开发出高品质、低价位的新产品。为此,CAE技术在开发中得到了广泛的重视并应用。在某车型的引进吸收开发过程中,针对路试后发现底架变型存在的局部强度不足的情况。

车架是边梁式车架结构,结构复杂使用梁单元则无法反映局部结构的应力应变,我们采用板壳单元建立能够反映局部细节的模型。使用板壳单元,真实地反映各梁的应力和应变情况。

图1 底架的有限元计算模型

底架的约束支承是前端悬挂独立方式支撑,在左右支点各加约束;后端后悬挂为钢板弹簧平衡悬挂,计算模型引用大刚度梁支承前后吊耳,在后桥骑马螺栓位置加约束。准确模拟了底架实际状况下的约束支承,保证计算分析结果和工程结构一致。

根据有限元计算结果,底架部分变形情况如图。在此工况下,底架部分中安装后悬挂后支承座的车架纵梁部位应力响应最高。

        
图 2  底架部分变形云图                   图3后悬挂后支承座区应力响应

计算结果表明,车底架部分的强度问题表现在后悬挂后支承区,通过结果分析,得出结构改进方案:

1、在左右后悬挂后支承座中间加平衡横梁。解除车架纵梁段的扭转和后三、二横梁为平衡其必须的附加弯矩。
 
2、改变后悬挂前支承部位结构过于零散的问题,考虑在上下翼加整体加强板。提高弯曲刚度和降低焊点产生的疲劳敏感度下降问题。

通过建立结构复杂的底架板壳单元有限元计算模型,利用ANSYS Mechanical对某型车底架结构进行了强度分析研究。指出结构设计特性,为进一步结构改进设计提供了理论依据。

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