一种前束臂安装支架误用工况分析方法技术

本发明专利技术涉及一种前束臂安装支架误用工况分析方法，包括导入前束臂安装支架装配几何模型，对输入的前束臂安装支架装配几何模型进行几何清理和网格划分；建立前束臂安装支架、副车架和螺栓之间的配合关系；前束臂安装支架与副车架接触表面间建立滑动接触关系；螺栓头部与前束臂安装支架接触表面间建立滑动接触关系；螺栓与副车架螺栓孔螺纹连接配合部分建立绑定约束关系；对模型中的各个零部件分别赋予相应材料属性；约束参与计算的部分副车架截面123456方向自由度；定义分析载荷步；有限元分析计算；判断前束臂安装支架变形是否正确；结果后处理。本方法使得失效判断更加全面准确，大大提高前束臂安装支架开发效率，缩短支架开发周期。发周期。发周期。

【技术实现步骤摘要】
一种前束臂安装支架误用工况分析方法


[0001]本专利技术属于汽车
，具体涉及一种有限元分析建模方法，特别涉及一种提高后悬架前束控制臂安装支架误用工况仿真分析精度的计算方法。

技术介绍

[0002]随着汽车车型配置的增加，带有后轮转向功能的车型日渐增多，后轮转向车型结构上的特点是后悬架安装有后轮转向机，后轮转向机通过螺栓固定在副车架上，转向机输出轴将转向力通过前束臂和转向节传递到车轮上，从而实现后轮转向的功能。在配置较低车型上没有后轮转向功能，此时后悬架没有转向机，为了从平台化角度考虑，副车架和前束臂结构不可以改变，需要一个结构来连接副车架和前束臂，该结构通常称为前束臂安装支架。前束臂安装支架通过螺栓连接固定在副车架与转向机连接的螺栓孔上，支架另一端在前束臂内点与前束臂连接。该支架的强度性能直接影响了后悬架的承载能力，尤其在误用工况时前束臂受到的载荷较大，此时支架可能出现强度不足断裂或螺栓连接位置发生滑移，无论哪种情况均使得后悬架失去承载能力，对汽车正常行驶功能造成严重影响。
[0003]在前束臂安装支架开发过程中，需要对支架进行CAE仿真计算和试验验证，试验验证周期长、开发成本高，不具备结构优化快速迭代能力。CAE仿真具有快速迭代优化加强结构、周期短、成本低等优势，所以在前束臂安装支架开发过程中先对前束臂安装支架进行充分的仿真验证。由于目前国内带有后轮转向功能的车型还不多，对前束臂安装支架进行的分析并不多，通常只是对简单的几个工况进行分析，建立的模型也比较简单，在建立有限元分析模型时通常直接约束安装支架螺栓孔123456方向自由度、在前束臂内点进行加载。这种分析方法较为简单不能准确的反映出前束臂安装支架真实应力水平。首先直接约束螺栓孔123456方向自由度导致螺栓孔连接局部位置刚度较大，与真实结构特点不符。其次，这种分析方法不能考核支架与副车架间连接是否可靠、支架与副车架接触表面间是否出现了滑移。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于提供一种提高后悬架前束控制臂安装支架误用工况仿真分析精度的计算方法，以解决现有分析方法不能考核支架与副车架间连接是否可靠、支架与副车架接触表面间是否出现了滑移的问题。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种前束臂安装支架误用工况分析方法，包括以下步骤：
[0007]A、导入前束臂安装支架装配几何模型，对输入的前束臂安装支架装配几何模型进行几何清理和网格划分；
[0008]B、建立前束臂安装支架、副车架和螺栓之间的配合关系；前束臂安装支架与副车架接触表面间建立滑动接触关系；螺栓头部与前束臂安装支架接触表面间建立滑动接触关系；螺栓与副车架螺栓孔螺纹连接配合部分建立绑定约束关系；
[0009]C、对模型中的各个零部件分别赋予相应材料属性；
[0010]D、约束参与计算的部分副车架截面123456方向自由度；
[0011]E、定义分析载荷步；
[0012]F、有限元分析计算；
[0013]G、判断前束臂安装支架变形是否正确；
[0014]H、结果后处理。
[0015]进一步地，步骤A，网格划分时要求对前束臂安装支架本体进行二阶四面体网格划分、对副车架进行一阶四面体网格划分，对连接螺栓进行一阶六面体网格划分。
[0016]进一步地，步骤C，分别定义前束臂安装支架、副车架和连接螺栓材料属性。
[0017]进一步地，步骤E，分析载荷第一步建立螺栓预紧工况；分析载荷第二步在前束臂硬点施加载荷分解载荷。
[0018]进一步地，步骤F，计算完成后读取有限元分析结果，分别观察两个载荷步中模型各个零部件的变形与分析中施加的边界条件是否一致。
[0019]更进一步地，如果不一致需要查找原因，直到模型中所有零部件在两个载荷步分析中的变形都与施加的计算边界条件一致。
[0020]进一步地，步骤H，结果后处理时需要从两个方面判断前束臂安装支架与副车架间连接关系是否失效。
[0021]更进一步地，首先，判定支架强度是否满足要求，将计算结果中前束臂安装支架的塑性应变与支架材料的延伸率进行对比；其次，判定接触面间是否出现了较大滑移。
[0022]更进一步地，如果支架塑性应变超过了材料的延伸率则支架强度不满足要求。
[0023]更进一步地，如果螺栓头部和前束臂安装支架接触表面间或前束臂安装支架和副车架接触表面间出现了较大滑移量，则可以判定该接触关系出现滑动，连接失效。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]本专利技术提高前束臂安装支架误用工况仿真分析精度的方法，充分考虑前束臂安装支架在误用工况下的受力特点和连接结构特征，与前束臂安装支架实际受力特点更加接近；从分析结果可以判断两种可能的连接失效形式是否发生，分别是支架强度不足断裂和连接位置接触表面间发生滑移等，这样使得失效判断更加全面准确，大大提高前束臂安装支架开发效率，缩短支架开发周期。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0027]图1前束臂安装支架误用工况分析模型图；
[0028]图2后悬架前束臂安装支架误用工况分析流程图；
[0029]图3前束臂安装支架误用工况分析零部件间连接关系图。
具体实施方式
[0030]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明：
[0031]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0032]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]针对前束臂安装支架目前分析过程中存在的问题，本专利技术提出一种分析方法可以保证前束臂安装支架在误用工况中分析的准确性。与目前的分析方法相比，本专利技术的建模方法先进性体现在：首先，模型中考虑了与前束臂安装支架连接的副车架结构，使得有限元分析结果体现了副车架自身的刚度对前束臂安装支架分析的影响；其次，细化前束臂安装支架与副车架连接位置的装配特征，考虑螺栓预紧对安装支架分析的影响，使得有限元分析结果中可以看出预紧工况状态下支架的强度状态，接触表面间是否有压溃风险，以及可以判断在外载作用下螺栓头部和支架接触表面与支架和副车架接触表面是否发生滑移；由于误用工况支架受到的载荷较大，支架的应力应变水平达到材料的非线性特征段，此时为了更加准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种前束臂安装支架误用工况分析方法，其特征在于，包括以下步骤：A、导入前束臂安装支架装配几何模型，对输入的前束臂安装支架装配几何模型进行几何清理和网格划分；B、建立前束臂安装支架、副车架和螺栓之间的配合关系；前束臂安装支架与副车架接触表面间建立滑动接触关系；螺栓头部与前束臂安装支架接触表面间建立滑动接触关系；螺栓与副车架螺栓孔螺纹连接配合部分建立绑定约束关系；C、对模型中的各个零部件分别赋予相应材料属性；D、约束参与计算的部分副车架截面123456方向自由度；E、定义分析载荷步；F、有限元分析计算；G、判断前束臂安装支架变形是否正确；H、结果后处理。2.根据权利要求1所述的一种前束臂安装支架误用工况分析方法，其特征在于：步骤A，网格划分时要求对前束臂安装支架本体进行二阶四面体网格划分、对副车架进行一阶四面体网格划分，对连接螺栓进行一阶六面体网格划分。3.根据权利要求1所述的一种前束臂安装支架误用工况分析方法，其特征在于：步骤C，分别定义前束臂安装支架、副车架和连接螺栓材料属性。4.根据权利要求1所述的一种前束臂安装支架误用工况分析方法，其特征在于：步骤E，分析载荷第一步建立螺栓预紧工况；分析载荷第二步在前束臂硬点施加载荷分解载荷。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，朱波，佟凯旋，冯大龙，王旭，常海啸，许晓珊，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：