基于 HyperWorks 的某重卡副簧支架轻量化设计.pdf

《基于 HyperWorks 的某重卡副簧支架轻量化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.037基于HyperWorks的某重卡副簧支架轻量化设计邢国栋，李海波（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：采用CATIA三维软件建模，运用HyperWorks对零部件进行有限元分析，对某重型载货车副簧支架进行应力分析，得出分析结果，从分析结果得出可优化部位，在不影响支架可靠性的前提下，实现该支架的轻量化设计。关键词：副簧支架；CATIA；HyperWorks；有限元分析；轻量化设计中图分类号：U465文献标识码：A文章编号：16

2、71-7988(2016)08-117-02LightweightDesiganofAHeavyTruckLeafSpringBracketBasedonHyperWorksXingGuodong,LiHaibo(AnhuiJiangHuaiAutomobileCorp,AnhuiHefei230601)Abstract:UsingCATIA3Dmodelingsoftware,usingHyperWorksforpartsoffiniteelementanalysisandforheavy-dutytruckle

3、afspringbracketstressanalysis.Theanalysisresultsfromtheanalysisresultsthatcanoptimizethesite,underthepremiseofnotaffectingthereliabilityofsupporttoachievelightweightdesignofthebracket.Keywords:LeafSpringBracket;CATIA;HyperWorks;FiniteElementAnalysis;lightweigh

4、tdesignCLCNO.:U465DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2016)08-117-02引言采用主副簧结构的板簧悬架，在载重量较小时，只有主簧起承载作用，副簧不起作用；当载重量增加的一定程度后，图1由于副簧与副簧支架接触，从而使主簧与副簧同时作用，增加悬架的承载能力。在保证载货车承载能力及可靠性的前提2、受力分析下，对产品进行轻量化设计，可以减少整车自重，从而实现整车载重量增加。对已有产品进行有限元分析，可以在保证车架空载时，该副簧支架通过4个M14的螺栓安装在车可靠性的

5、前提下，实现零部件的轻量化设计。另外在零部件架上，承受螺栓的预紧力，此时该副簧支架未与板簧接触，设计初期，对零部件进行有限元分析，成本较低且大大缩短没有受到来自板簧的力；车辆满载时，支架与副簧接触，额设计周期。外承受来自板簧的力。2.1M14螺栓的预紧力1、使用状况该副簧支架承受螺栓预紧力，产生内应力。副簧支架的装配示意图如下，该件装配在车架纵梁腹面该处螺栓的预紧力矩为T：170N.m，根据螺栓的受力计上，通过M14的螺栓固定，车辆满载时，该件与副簧相接触，算可得，螺栓的预紧力为Fx，由下式计算：使副簧产生变形，从

6、而增大板簧刚度，提高整车的承载能力。M=F(0.16·P+0.58d·m+DKmm)AM2GK2作者简介：邢国栋（1988-），男，工程师，就职于安徽江淮汽车股由螺栓的紧固力矩的计算公式可得螺栓的预紧力为F=份有限公司技术中心重型商用车院，从事底盘悬架的设计。2016年第8期邢国栋等：基于HyperWorks的某重卡副簧支架轻量化设计11844471N。该副簧支架共有两个应力分析点a点、b点，应力分别为其中：P为螺距1.5mm；89.4MPa及105.3MPa，该件所用材料为QT450-10，屈服强d2为螺栓的螺纹

7、中径取d2min=13mm；度为450MPa；从以上参数可得，该副簧支架安全系数在2.9Dkm螺母的等效半径为22.5mm；以上，可以满足使用要求。摩擦系数μG和μk定为0.2。2.2副簧传递给该件的力4、优化件CAE分析车辆空载时，副簧的弧高为77mm；当车辆处在极限工优化件为在原来基础上对零部件结构及厚度进行优化，况下，副簧弧高变为-4mm，副簧挠度变化77mm，副簧刚度重量相对于原来件有所减轻。为456N/mm，计算可得单副簧支架受力为456*77/2=17556N。4.1应力云图分析过程及工况加载同原件CA

8、E分析，应力云图如下图：3、原件CAE分析3.1分析过程该件为对称模型，因此取模型一半进行分析，以减少计算量。该模型共由四个子件构成：支架模型、车架模型、板簧模型和螺栓模型。其中支架模型采用C3D10M进行离散，车架模型、板簧模型和螺栓模型采用C4D8I进行离散。除螺栓图4优化后零部件CAE分析云图和车架接触面处采用接触来模拟，其余的接触面采用Tie来4.2