某商用车前保险杠开裂问题分析及优化.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.19.008某商用车前保险杠开裂问题分析及优化李金龙，胡鹏，马媛媛，肖攀，周建文（中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆401100）摘要：针对某商用车前保险杠在耐久性能道路试验过程中出现的开裂问题，基于前保险杠总成及车身的CATIA数据，使用有限元分析软件建立了前保险杠有限元分析模型。通过有限元分析的方法找出前保险杠开裂原因，并结合性能、成本、可行性提出优化方案，成功解决了前保险杠开裂问题。关键字：前保险杠；开裂；有限元分析中图分类号：U467.1文献

2、标识码：A文章编号：1671-7988(2017)19-19-03AnalysisandOptimizationofCrackingofFrontBumperofCommercialVehicleLiJinlong,HuPeng,MaYuanyuan,XiaoPan,ZhouJinwen(ChianAutomotiveEngineeringResearchInstituteCo.,Ltd,Chongqing401100)Abstract:Afrontbumperappearedacrackinthefatigue

3、roadtest.Inordertosolvetheproblemofthecrack,afiniteelementmodelofthefrontbumperwasestablished.Atfirst,Foundthecauseofcrackingbythefiniteelementanalysis.thenputforwardareasonableoptimizationprogram.Keywords:Frontbumper;crack;FEACLCNO.:U467.1DocumentCode:AArtic

4、leID:1671-7988(2017)19-19-03引言1前保险杠开裂问题描述汽车在使用过程中承受着来自道路的各种载荷作用。所某商用车开发人员在强化耐久道路进行道路试验过程以在汽车上市之前要对试验车进行强化路面的疲劳路试验中，在综合道路试验进行了4000km左右时，多台试验样车证。汽车车身及各个部件要有足够的刚度保证其装配性能及前保险杠出现了开裂失效问题。需要有针对性的对该开裂问使用要求，并且要有足够的强度保证其结构性能及寿命。疲题进行分析，提出改进方案。前保险杠开裂位置如图1所示。劳耐久路试就是为了验证汽车

5、车身及零部件是否满足设计要求。路试中往往会发生一些车身结构的开裂等问题。针对汽车车身及部件在路试中出现的开裂问题，通常利用有限元方[1]法分析出损坏的原因，找到危险区域并提出优化设计方案。本文以某商用车在道路试验中出现的前保险杠开裂问题为例，采用有限元分析的方式分析开裂原因并提出优化方案，图1前保险杠开裂位置图成功解决了该车前保险杠开裂问题。2前保险杠开裂问题原因分析作者简介：李金龙，男，就职于中国汽车工程研究院股份有限公司。2.1前保险杠总成构成型式整车性能分析工程师，硕士，汽车CAE强度耐久方向。前保险杠总成

6、主要包括：前保险杠本体；前保险杠格栅；20汽车实用技术2017年第19期前保险杠上部、中部、下部、左右安装支架；左右雾灯。2.4仿真分析结果前保险杠本体材料为PP+E/P-T20；前保险杠格栅材料为通过计算得到前保险杠的强度仿真结果。结果统计如表ABS；安装支架材料为DC01。3所示。2.2前保险杠开裂原因初步分析表3仿真结果统计前保险杠在汽车行驶过程中会受到路面、发动机、传动系统等激发的振动。有些恶劣工况会让车身及部件承受较大的载荷。由路面引起的强烈颠簸、左右转向、前后刹车等工况都会产生较大的加速度。结果显示：

7、该前保险杠开裂有以下特点：1）工况1及工况2最大应力均未超过目标值，满足前保1）裂纹产生的较快，四天路试即会引起开裂并且扩展速险杠材料性能要求。度很快。2）工况3前保险杠的最大应力超过了材料目标值，不满2）前保险杠搭接在前大灯下方挂点的前保本体移到了挂足前保险杠材料性能要求。其应力云图如图3所示。结果云点下方，说明前保险杠在路试中位移较大，如图1所示。图显示最大应力所在位置与实际开裂位置一致，验证了前文试验车辆前保险杠在短时间内出现裂纹，说明该前保险对开裂原因的推断。杠是在高应力的情况下发生低周应变疲劳失效。低周

8、应变疲工况3的最大应力已经超过了材料屈服强度，会引起材[2]劳失效的特点是破坏区域应力较大，接近或超过材料屈服料的塑性变形，所以短时间的道路试验就会引起前保险杠的强度。降低开裂位置应力是解决该问题的有效方法。开裂。提出优化方案降低前保险杠最大应力就能解决开裂问2.3前保险杠有限元模型的建立题。为了得到最真实的前保险杠的边界条件，本文截取车身前端500mm和前保险杠总成的C