整车36副车架强度分析规范V10版Word文件下载.docx
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1简介
1.1分析背景和目的
副车架(Subframe)可以看成是前后车桥的骨架。
是前后车桥的组成部分。
副车架承载固定稳定杆、控制臂、动力总成后悬置支架、转向机等部件,这些部件在车辆行驶中均会对副车架产生相应的载荷。
副车架作为底盘关键的承载部件,其本身连接到车身的刚度、强度也需要足够大。
如果副车架在实际复杂路况的使用中与激励共振,对副车架强度耐久、操稳舒适性、NVH都会产生很大影响,避免上述问题,一般要求对副车架进行刚度分析,考察副车架刚度结果是否满足设计要求,本规范主要考察副车架强度耐久性能。
针对底盘元件强度耐久分析,需要提取汽车行驶过程中的一些典型工况(可分为强度工况、疲劳工况),借助多体动力学软件ADAMS仿真得到底盘元件每种工况下各个硬点在三个方向的力和力矩,以此作为输入,经NASTRAN、ABAQUS等有限元软件计算其强度,针对疲劳工况借助于疲劳分析软件nCodeDesignLife计算疲劳工况下的损伤以及累计损伤。
1.2软硬件需求
软件
前处理:
AltairHypermesh;
后处理:
AltairHyperview;
求解器:
abaqus、nastran、ncode;
硬件
前、后处理:
HP或DELL工作站;
求解:
HP服务器、HP或DELL工作站。
1.3分析数据参数需求
本流程开展分析工作需要以下数据信息:
1、副车架本体的几何数据(即catia数模);
2、副车架相关硬点坐标;
3、副车架零件号、对应材料牌号;
4、材料牌号对应的弹性模量、泊松比、密度、屈服极限、抗拉极限、延伸率及材料应力应变曲线数据。
1.4分析的时间节点
本分析在车型项目开发TR2-TR4节点之间进行。
2模型前处理
2.1模型准备
导入副车架几何模型,去除副车架本体结构无关的零部件。
网格划分细则,请参阅《CAE分析共用模型建模指南》。
2.2模型检查
建立materials属性卡片,为各个组件赋上材料属性,详细检查确保模型正确,主要检查内容如下:
(1)检查重复单元,带自由端单元,网格是否满足质量要求;
(2)检查各连接处理是否正确,关键部位尽量网格规整,模型检查规范细则请参阅《CAE分析共用模型建模指南》。
2.3模型处理
有关建模的详细要求应遵循《CAE分析共用模型建模指南》。
对于约束和加载的关键部位,应重点关注:
图2-1副车架有限元模型
如图2-1所示,副车架各连接硬点位置位置抓取RBE2,用hypermesh细化网格,平均尺寸3mm,生成四面体单元。
2.4约束及载荷
本规范仅定义了副车架强度分析的约束及加载方法。
2.4.1约束方法
无约束,采用惯性释放计算方法。
2.4.2加载方法
强度分析:
在控制臂安装点、稳定杆安装点、转向机安装点、车身安装点各施加X向、Y向、Z向的力和力矩载荷(载荷值来自于Adams多体动力学分解),见图2-2。
图2-2副车架强度分析加载
疲劳分析:
Ø
在控制臂安装点、稳定杆安装点、转向机安装点、车身安装点各施加X向、Y向、Z向1N单位载荷,见图2-3。
Ncode软件中加载时域曲线(时域曲线来自于Adams多体动力学分解),见图2-4。
图2-3副车架疲劳强度加载方法
图2-4时域曲线示意图
3有限元分析步骤
3.1分析步设定
强度分析
线性:
NASTRAN,SOL=101;
控制参数:
POST,-1;
输出内容:
stress、strain、displacement。
非线性:
abaqus;
疲劳分析
Ncode分析流程框见图3-1。
图3-1疲劳分析流程示意图
3.2分析文件输出
创建完强度分析载荷步之后,将整个分析模型输出到Nastran面板下的bdf格式文件,然后将bdf文件提交Nastran求解器上求解,得到包含计算结果的信息的“*.op2”文件(应力结果超过材料屈服极限,用abaqus面板进行非线性分析,输出abaqus面板下的inp文件进行求解计算,得到包含计算结果的信息的“*.odb”文件)。
创建完疲劳分析载荷步之后,将整个分析模型输出到Nastran面板下的bdf格式文件,然后将bdf文件提交Nastran求解器上求解,得到包含计算结果的信息的“*.op2”文件,导入ncode进行疲劳分析计算,输出.odb和.hyp格式的疲劳结果文件。
4分析结果处理及评价
4.1分析结果查看
使用hyperview软件读取计算完成的op2文件。
4.2评价指标
强度工况:
评判标准:
1、最大应力<
相应材料屈服极限;
2、若最大应力超出材料屈服极限,需进行弹塑性验证,应满足等效塑性应变<
1%、残余变形<
1mm。
疲劳工况:
1、工况01、02、03循环5万次,工况04循环20万次,工况05循环2.5万次;
2、部件合计总损伤<
1。
5附录
图5-1副车架强度工况
图5-2副车架疲劳工况
图5-3副车架强度结果云图(应力)
图5-4副车架疲劳损伤云图
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- 整车 36 车架 强度 分析 规范 V10
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