張學(xué)斌 曾憲波

摘 要：文章提出一種基于理論計(jì)算分析和ANSYS分析相結(jié)合的方法，對(duì)某輕卡車型的前橋進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，并最終確認(rèn)方案的可行性。

關(guān)鍵詞：前橋;理論計(jì)算分析;ANSYS

中圖分類號(hào)：U463.218+.5? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）22-65-04

Abstract： In this paper， a method based on theoretical calculation and ANSYS analysis is proposed to design and check the front axle of a light truck model， and finally confirm the feasibility of the scheme.

Keywords： The Front Axle; Theoretical calculation; ANSYS

CLC NO.： U463.218+.5? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）22-65-04

前言

在汽車行駛系統(tǒng)中，除車架、懸架、車輪外，車橋也是起到非常關(guān)鍵的不可替代的作用，特別是需要具備較強(qiáng)的承載能力、承扭能力。在輕卡行業(yè)領(lǐng)域中，以日本五十鈴的品牌優(yōu)勢(shì)在國(guó)內(nèi)知名度高，其主流的中體、寬體車型產(chǎn)品均采用的發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)設(shè)計(jì)，與之相匹配的前懸采用整體式轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)，因此其前橋在結(jié)構(gòu)上屬于非斷開(kāi)式從動(dòng)橋[1]。

驅(qū)動(dòng)橋殼作為底盤(pán)最重要的承載部件，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，在本文所論述的輕卡前橋設(shè)計(jì)中，根據(jù)項(xiàng)目輸入選定了前橋的結(jié)構(gòu)及相關(guān)關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)定，如材料、質(zhì)量、噸位設(shè)定等，以此進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)分析，并確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)需求。

1 某車型的設(shè)計(jì)輸入及校核

1.1 車型參數(shù)

某車型擬開(kāi)發(fā)重載車型，總布置輸入的設(shè)計(jì)參數(shù)，具體見(jiàn)表1。

1.3 理論校核結(jié)論及優(yōu)化對(duì)策

通過(guò)對(duì)前橋受力分析計(jì)算和強(qiáng)度校核，驗(yàn)證了前橋工字梁應(yīng)力均小于許用應(yīng)力，所以該前梁滿足汽車使用要求。其中，氣剎前橋垂直彎曲失效系數(shù)略顯不足，為規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)可考慮加大前橋工字梁高度進(jìn)而提高前橋安全系數(shù)，加大超載能力。

2 前橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度CAE分析

2.1 概述

為了對(duì)前橋的理論分析進(jìn)行同步驗(yàn)證，前期將采用ANSYS分析軟件，對(duì)前橋的各種工況進(jìn)行相關(guān)CAE分析，以便滿足使用要求。

該軟件是ANSYS公司發(fā)布的有限元分析軟件，是世界范圍內(nèi)特別在汽車行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的工程輔助軟件，其主要特點(diǎn)是能與其它多數(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD，computer Aided design）軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換。ANSYS功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單方便，現(xiàn)在已成為國(guó)際最流行的有限元分析軟件在本文所述中，主要是應(yīng)用其處理數(shù)值、圖像處理技術(shù)，以便從枯燥的、雜亂無(wú)章的數(shù)字中尋求解決方法。

2.2 CAE模型信息描述

為了盡可能模擬和對(duì)比實(shí)際使用工況，以便在前期設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)定的工況如下。

2.3 工況描述

2.3.1 施加的約束工況

2.3.2 載荷加載

2.4 前橋CAE分析結(jié)論

2.4.1 前橋CAE分析結(jié)果

2.4.2 結(jié)論及建議

通過(guò)以上對(duì)前橋的CAE分析，結(jié)果具體見(jiàn)表6。

根據(jù)工程推薦的許用應(yīng)力為0.6～0.8倍內(nèi)的的抗拉應(yīng)力，以上各個(gè)計(jì)算應(yīng)力均小于許用應(yīng)力，則此款前橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求。

2.5 轉(zhuǎn)向節(jié)CAE分析結(jié)論

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)某輕卡車型的前橋進(jìn)行選型及理論受力分析，并結(jié)合基于ANSYS的CAE強(qiáng)度、模態(tài)計(jì)算軟件，來(lái)達(dá)到模擬整車使用工況的目的，并且為后續(xù)整車平臺(tái)化設(shè)計(jì)提供了一種新的思路和方法，特別是在新車型的前橋研發(fā)中，起到參考設(shè)計(jì)作用。

參考文獻(xiàn)

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