基于HyperWorks软件对某重型汽车后缓冲块支架进行轻量化设计.pdf

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1、⋯⋯汽车实用技术2017年第4期设计研究AuToMoBILEAPPLIEDTEcHNoLoGYiii÷’而：’Z10．16638／j．cnki．167卜7988．2017．04．031基于HyperWorks软件对某重型汽车后缓冲块支架进行轻量化设计张永生，邹衍(安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601)摘要：在重型汽车后悬架中，缓冲块支架承受悬架系统通过缓冲块传递给车架的力，起悬架系统限位作用，属于关键元件。文章介绍了一种基于Hyperw础(s软件对缓冲块支架进行有限元分析，并进行优化设计的方法。关键词：缓冲块；有限元分析；优化设计中图分类号：U463文献标识码：A文章编号：167

2、1—7988(2017)04—92一02BasedonHyperWorkssOftwareOfaheaVycarcushiOnblockafterstentforlightweightdesignZ11aIlgYrongsheng，ZouY抽(Anhuijianghuaiautomobile孕oupco．，L1rD，AnhuiHefei230601)Abstract：htheheaVyduty仇lckrearsuspension，廿lefbrceofthesuspensionsyStem、ⅣhichisnaIlsmittedtotllemlmebymecushionblocl('playing

3、asuSpensionsystemlimitrole，anditbelon舻tomekeycomponents．Thispaperin仃oducesa1dlldoffmiteel锄emaJlalysisoft11ecushionsupportbasedonHyperW训!(sso脚are，aIldnlememodofoptimizationdesi印isin仃D(IucedKeywoI。ds：Bufl．erBlock；6niteelementanalysis；optjlmizationdesignCLCNo．：U463DocumentCode：AAniclem：1671-7988(2017)0

4、4-92—02引言缓冲块是汽车悬架系统中的一个重要组成部件，它在汽车悬架中起缓冲和限位作用，受力较大，如果后缓冲块支架的强度不能满足使用要求，会使悬架系统限位装置失效，影响车辆行车安全【1】。此外，随着科技的不断发展，重型汽车轻量化也越来越重要。因此，缓冲块支架需在保证强度满足要求的前提下，尽可能的做到轻量化。本文基于HyperWorl(s软件对缓冲块支架进行有限元分析，并进行优化设计，使后缓冲块支架在满足使用强度要求作者简介：张永生(1980一)，男，本科，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司重型商用车研究所。研究方向：底盘设计。的同时达到轻量化。1、使用工况某重型汽车后缓冲块支架的装配示意图

5、如下，该件使用在双后桥的平衡悬架中，当悬架运动到极限位置时，该支架上的橡胶缓冲块与车桥接触，以限制后桥过度运动脚。该支架装配在车架纵梁腹面上，通过M14的螺栓固定。图1缓冲块安装示意图93汽车实用技术2017年第4期2、受力分析车辆空载时，该支架通过M14的螺栓安装在车架上，承受螺栓的预紧力；悬架运动到极限位置时，车桥与缓冲块接触，缓冲块限制悬架系统过度运动，同时承受来自车桥的垂直方向力。2。1仅受螺栓的预紧力作用工况该件承受螺栓预紧力，产生内应力。该处螺栓的预紧力矩为T：170N．m，根据螺栓的受力计算可得，螺栓的预紧力为FX，由下式计掣3】：，)虬=乃(o．16·尸+o．58畋。∥F十二孚

6、∥f)‘其中：P为螺距1．5nund2为螺栓的螺纹中径取d2min=13nunDlcITI螺母的等效半径为22．5mm摩擦系数卢G和凤定为0．2由螺栓的紧固力矩的计算公式可得螺栓的预紧力为Fx=44471N。2．2车桥传递给该件的力因为无法计算平衡悬架系统极限位置时，车桥带给缓冲块的力，因此只能按缓冲块压缩量的一半来计算该力数值。对缓冲块进行建模获得其刚度曲线，通过插值计算得出缓冲块在压缩10mm时，带给缓冲块支架的力为31360N。h一～⋯⋯一“一一【一～图2缓冲块橡胶力一位移特性曲线3、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。该模型共由三个子件构成：支架模型、车架模型

7、和螺栓模型。其中支架模型采用c3D10M进行离散，车架模型和螺栓模型采用c4D8I进行离散。除螺栓和车架接触面处采用Tie来模拟，其余的接触面采用“硬接触”来模拟。工况加载：匿瑟瑟曩熏薹鬣零澜鬻蘸鬻粪鬻繁糕蒸溺窿篓霪蘩癸j誉鬻攀溺■隧叠图3约束和加载工况一：固定车架一端，模型对称面施加对称约束，给螺栓模型施加44471N预紧力。工况二：基于工况l，在支架与缓冲块安装面上施加15680N均布力。4、