吳俊龍，楊浩，楊海波

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

?

基于HyperMesh分析的汽車后導(dǎo)向臂總成優(yōu)化設(shè)計

吳俊龍，楊浩，楊海波

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘 要：文章是在某車型研發(fā)過程中，其后懸掛系統(tǒng)中后導(dǎo)向臂需在原有車型平臺上進(jìn)行借用優(yōu)化，以降低研發(fā)費用及縮短開發(fā)周期。在開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，其后導(dǎo)向臂拉桿支架強(qiáng)度不能滿足現(xiàn)車型設(shè)計要求，需對其性能及可靠性進(jìn)行HyperMesh分析強(qiáng)度模態(tài)校核與提升。文章是在現(xiàn)車型載荷下對后導(dǎo)向臂拉桿支架強(qiáng)度及模態(tài)進(jìn)行校核并優(yōu)化設(shè)計。

關(guān)鍵詞：后導(dǎo)向臂總成；HyperMesh分析；優(yōu)化設(shè)計；校核

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.03.021

Based on analysis of HyperMesh car guide arm assembly after optimization design

Wu Junlong, Yang Hao, Yang Haibo
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Abstracts: This article is in the process of research and development of a model，Later rear suspension system of rear guide arm use optimization should be carried out on the original platform, In order to reduce development costs and shorten the development cycle.Found in the development process, Then rear guide arm pull rod support strength can not meet the requirement of the designed model, For the performance and reliability modal analysis of HyperMesh strength check and ascend.This article is in the present model under the load to the rear guide arm pull rod support strength and modal test and optimize design.

Keywords:rear guide arm assembly; HyperMesh analysis; optimization design; check

CLC NO.: U462.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)03-64-03

引言

在某車型研發(fā)過程中，其后懸掛系統(tǒng)中后導(dǎo)向臂需在原有車型平臺上進(jìn)行借用優(yōu)化，以降低研發(fā)費用及縮短開發(fā)周期。在開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，其后導(dǎo)向臂拉桿支架強(qiáng)度不能滿足現(xiàn)車型設(shè)計要求，需對其進(jìn)行強(qiáng)度模態(tài)校核與提升。后導(dǎo)向臂總成示意圖如圖1所示。

圖1　后導(dǎo)向臂總成示意圖

1、后導(dǎo)向臂載荷提取

在某車型開發(fā)過程中，由于車型載荷分布變動及懸架調(diào)校后穩(wěn)定桿直徑從?14mm增加至?19mm，導(dǎo)致后導(dǎo)向臂總成拉桿支架受力變化；在ADMAS中建立懸架系統(tǒng)運動模型來提取應(yīng)力值，仿真模型如圖2所示。具體力值變化如表1所示。

表1　后導(dǎo)向臂拉桿支架受力變化情況

圖2　仿真模型

由以上數(shù)據(jù)可知，其受力增加到約原來的2.2倍，以下內(nèi)容為在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

備注：上述力值為左轉(zhuǎn)彎1.0g工況下提取。

2、網(wǎng)格模型建立

①HyperMesh中建立網(wǎng)格模型，采用3mm網(wǎng)格劃分，其中轉(zhuǎn)向節(jié)采用四面體網(wǎng)格劃分；在后導(dǎo)向臂總成中加載力值。如圖3所示。

②對后導(dǎo)向臂網(wǎng)格模型賦予材料屬性，材料屬性見表2所示。

表2　材料屬性

③對后導(dǎo)向臂網(wǎng)格增加厚度屬性，各板件厚度如表3所示。

表3　板材厚度

3、HyperMesh中計算處理

①原車型載荷計算結(jié)果，如圖4所示。

圖4　原車型后導(dǎo)向臂載荷分析結(jié)果

圖5　現(xiàn)車型后導(dǎo)向臂載荷分析結(jié)果

由圖4可知，最大應(yīng)力值出現(xiàn)位置在拉桿支架處，且最大應(yīng)力值為159.7MPa，計算安全系數(shù)為：屈服極限/最大應(yīng)力值=1.6>1.0。原車型設(shè)計符合強(qiáng)度要求。

②現(xiàn)車型載荷計算結(jié)果，如圖5所示。

由如5可知，最大應(yīng)力值同樣出現(xiàn)在拉桿支架處，且最大應(yīng)力值為363MPa，計算安全系數(shù)為：屈服極限/最大應(yīng)力值=0.7<1.0。現(xiàn)車型設(shè)計不符合強(qiáng)度要求。

4、基于HyperMesh分析的優(yōu)化

將拉桿支架厚度從3mm增加至4mm，同時將材料改為QSTE380（屈服極限為380MPa）；重新分析計算結(jié)果如圖6所示。

圖6　優(yōu)化設(shè)計后計算結(jié)果

由如6可知，拉桿支架上最大應(yīng)力值為235.7MPa，計算安全系數(shù)為：屈服極限/最大應(yīng)力值=1.61>1.0。安全系數(shù)與原車型設(shè)計基本一致，

現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計后后導(dǎo)向臂總成強(qiáng)度符合要求。

5、模態(tài)校核

圖7　原車型一階模態(tài)圖

圖8　現(xiàn)車型一階模態(tài)圖

對原車型及現(xiàn)車型后導(dǎo)向臂總成進(jìn)行模態(tài)分析，得如表4所示的數(shù)據(jù)。

表4　一階模態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計

由以上數(shù)據(jù)可知，現(xiàn)車型后導(dǎo)向臂模態(tài)符合要求，故其無需進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

6、基于HyperMesh分析的優(yōu)化結(jié)論

根據(jù)上述分析結(jié)論，后導(dǎo)向臂設(shè)計優(yōu)化如下：

（1）后導(dǎo)向臂拉桿支架厚度從3mm增加至4mm，同時材料更換為QSTE380；

（2）后導(dǎo)向臂總成模態(tài)分析符合設(shè)計要求，故不作設(shè)計變動。

7、試驗應(yīng)用的檢驗

（1）以上優(yōu)化件，經(jīng)過整車3萬公里試驗考核，滿足使用要求；

（2）后導(dǎo)向臂進(jìn)行模態(tài)實測也符合設(shè)計要求；

由此可見本文描述的相關(guān)優(yōu)化方法實用可行。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉惟信.汽車設(shè)計.北京:清華大學(xué)出版社,2001.

[2] 陳立平.機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)分析及ADAMS應(yīng)用教程.北京:清華大學(xué)出版社.2005.

作者簡介：吳俊龍，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。

中圖分類號：U462.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-7988(2016)03-64-03