基于多学科多目标的多连杆悬架拖曳臂轻量化设计

为了解决某多连杆悬架拖曳臂的轻量化设计问题,首先基于建立的拖曳臂有限元模型对其进行自由模态分析,分析结果表明其低阶模态频率均高于外界激励频率。然后对拖曳臂进行模态测试,测试结果表明拖曳臂模态频率的测试值与分析值的误差率较小。再基于多连杆悬架多体动力学模型获取拖曳臂在极限工况的作用力,并对其进行强度分析,分析结果表明其最大应力都小于材料屈服强度。再基于集成平台对其进行多学科多目标优化分析,分析结果表明优化之后其振动特性和强度属性都可以满足实际工程设计要求,与此同时其成功减重14.3%,轻量化效果比较明显。最后对拖曳臂分别进行台架试验和道路试验,试验结果表明拖曳臂未发生失效,顺利通过了试验验证。     

基于道路载荷的拖曳臂抗疲劳优化设计

为了评估及优化拖曳臂的疲劳耐久性能,以某车型拖曳臂为研究对象,进行了有限元分析和应变信号道路数据采集,将有限元分析结果与试验数据对比验证了有限元分析的准确性。针对拖曳臂疲劳失效原因进行了结构优化,根据道路数据生成了快速试验多级载荷谱,分别对优化前和优化后的拖曳臂进行了台架耐久试验,台架耐久试验结果与有限元仿真以及整车试车场路试结果一致。     

双叉臂悬架上摆臂疲劳开裂分析及其优化

为了解决某双叉臂悬架上摆臂开裂问题,首先建立上摆臂有限元分析模型同时进行对标试验,对标结果表明有限元仿真与其测试值基本一致。再基于双叉臂悬架多体动力学模型提取制动工况时的载荷,以此对其进行极限加载,分析结果表明其最大应力超过材料极限,与开裂位置吻合。基于Miner疲劳损伤累积理论对上摆臂进行疲劳寿命分析,疲劳分析结果表明其最低寿命低于目标值,与强度分析薄弱位置一致,再现了失效模式。最后基于Isight集成平台对上摆臂进行优化分析,得到了上摆臂本体及其加强板最优的料厚,优化之后上摆臂的强度性能和疲劳性能明显提升,均满足设计要求,与此同时其优化方案均通过了台架试验和路试验证,成功解决了该开裂问题。     

横向稳定杆支座疲劳开裂分析及其台架实验

为了解决某横向稳定杆支座开裂失效问题,首先基于有限元方法建立稳定杆支座分析模型,约束车架两端的所有自由度,在稳定杆两端加载50 mm强制位移,对其进行极限强度分析,分析结果表明其最大应力值超过其材料屈服,最大应力位置与实际开裂位置相同。然后基于Miner疲劳损伤累积理论,以正弦波的疲劳激励在稳定杆两端加载强制位移,对稳定杆支座进行疲劳寿命分析,分析结果表明其最低寿命低于目标值,并且与应力集中位置和失效位置相符。通过对稳定杆支座进行结构改进,改进之后稳定杆支座的强度性能和疲劳性能均满足设计要求。最后对其进行台架实验验证,试验结果表明其实际寿命值与仿真分析值相接近,最终成功地解决了该开裂失效问题。     

某发动机机油标尺管开裂原因及对策分析

以某发动机机油标尺管为研究对象,针对其台架耐久试验中产生的疲劳裂纹,基于其断口形貌初步确定裂纹源,再通过ABAQUS和FEMFAT软件进行裂纹源应力及寿命分析,为后样件试作和台架试验验证提供优化方案,有效节省了对策验证的周期和成本,同时也通过台架试验验证了有限元分析模型和计算方法的可靠性和有效性。     

某转向直拉杆臂失效分析

运用有限元软件MSC.Nastran,对某商用车前桥所用转向直拉杆臂进行模拟分析,分析结果中转向直拉杆臂应力极值点和客户使用过程失效模式有一定差异;接着利用非线性有限元软件MSC.Marc,采用接触方案,对该转向直拉杆臂重新进行分析,计算结果的应力极值点和客户失效部位吻合。为了验证后者方案的正确性,对该转向直拉杆臂进一步进行台架试验,该臂台架失效部位和分析结果应力最大部位一致,再次验证了非线性方法的正确性。进而通过该方法来分析此类臂零件,降低产品整体应力水平,提升产品可靠性。     

自动变速箱壳体强度研究

研究自动变速箱壳体强度分析的方法,即利用应力测定的方法进行变速箱壳体的静扭转测试。分析采用应变片测定变速箱壳体应力的原理,通过扭转机对变速箱总成施加扭力,进行变速箱壳体应变量、应力的测定,实施壳体强度耐久测试,以验证变速箱壳体的强度。比较各测点的实测应力与有限元分析得到的应力,结果表明:各测点实测应力与有限元分析得到的应力值相当,验证了有限元模型的正确性。根据该施加扭力的测试方法,实施变速箱壳体的强度耐久测试,能有效验证变速箱壳体的疲劳损伤及寿命。     

基于Abaqus的摆臂开裂问题分析及改进

某车型前悬摆臂在台架耐久试验中发生早期开裂现象。本文利用Abaqus软件建立摆臂的有限元分析模型,从结构受力特点出发,结合有限元分析结果,提出改进方案。通过仿真分析和耐久试验,证明改进方案能够满足强度要求,论证了其可行性和有效性。     

汽车前桥台架试验强度对标分析及其改进

前桥是载货汽车最重要的承重部件,需要承受不同方向的载荷和转矩。为了校核某新型前桥设计的安全性和可靠性,分别对该前桥在垂向跳动工况、制动工况、转弯工况以及转弯制动工况的受力进行力学分析,获取不同工况下的载荷。采用HyperMesh软件建立前桥有限元分析模型,并且基于理论分析的载荷,对其进行强度分析,分析结果表明其在4种典型工况下的最大应力值分别为379.0、490.9、267.0、533.5 MPa,均小于材料屈服强度,其中在制动工况和转弯工况时的安全系数均小于目标安全系数1.2,不满足设计要求。基于4种典型工况对前桥进行台架试验,获取测试点的应变数据,采用Ncode软件将其转换成应力值。台架试验强度对标结果表明其与有限元分析结果相接近,误差率均小于10%。为了减小应力集中,将板簧支座与前梁过渡连接处修改得更加平滑,改进方案的分析结果表明其在4种典型工况的最大应力值分别降低了21.3%、17.0%、28.4%和17.3%,并且改进之后前桥在转弯工况和转弯制动工况的安全系数均大于1.2,满足设计要求。     

后悬架拖曳臂开裂有限元分析

基于有限元分析方法，对某SUV样车在道路实验过程中后悬架拖曳臂开裂的问题，进行了加速、转向、制动和垂直冲击四种工况分析。结果表明，在制动器支架、制动器支架与拖曳臂本体的焊缝处，出现应力大于强度极限现象，导致了后悬架拖曳臂的开裂。     

基于台架试验的轿车后扭梁悬架疲劳仿真研究

后扭梁悬架因其结构简单、成本较低且能满足一般的汽车动力学、运动学要求而被广泛应用于中低级轿车中。但由于后扭梁悬架既要保证足够的强度,以承受后轴的各种载荷,同时又要能提供合适的扭转刚度,以保证整车的侧倾刚度,导致后扭梁的受力比较复杂,高应力区域及危险区域也比较多。首先建立模拟后扭梁悬架台架试验的有限元分析模型,而后计算得到应力集中位置,并模拟后扭梁悬架台架试验条件下的疲劳载荷,借助于疲劳寿命分析软件估算后扭梁悬架各部分的损伤情况。经与台架试验结果的对比,所得试验数据与计算结果基本一致,表明基于有限元技术的后扭梁悬架疲劳寿命预测的可行性。最后分析后扭梁悬架前端刃口处开裂的原因,采用应力转移的思想,优化改进后扭梁悬架的局部结构。     

简化建模法在汽车转向节臂开发中的应用

转向节臂是汽车的关键零部件之一,其强度和疲劳耐久性能对汽车的行驶安全有重要影响。基于不同建模方式与边界条件对转向节臂强度和疲劳损伤影响的研究,提出一种简化建模法。研究结果表明,简化建模法相比详细建模法,最大应力值减小了2.64%,最大损伤值减小了9.97%,且分析结果相近,风险位置相同。通过研究确认,简化建模法可以用于汽车转向节臂强度和疲劳耐久性能的仿真分析,为企业缩短开发周期,降低开发成本。     

前稳定杆拉杆球头螺栓断裂问题的分析与解决

为解决道路耐久试验中轿车前稳定杆拉杆球头螺栓断裂问题,对球头螺栓进行了有限元分析.首先由ADAMS/Car悬架多体动力学仿真模型计算得到球头螺栓的载荷,然后使用ABAQUS有限元分析软件计算球头螺栓的应力,仿真结果显示的最大应力位置与实车样件断裂位置基本一致.基于仿真分析结果,对球头螺栓进行结构改进并进行耐久试验验证,试验结果表明,改进设计的球头螺栓是有效和可靠的.     

某重卡橡胶悬架均衡梁球铰的改进研究

针对某重卡在行驶过程中出现的橡胶悬架均衡梁球铰轴向滑移脱出问题,对原橡胶悬架均衡梁球铰从结构上进行了改进,并将弹性材料由橡胶优化为聚氨酯。在台架试验台上,对改进前与改进后的均衡梁球铰垂向刚度和轴向刚度分别进行了试验,提取了改进前后均衡梁球铰的垂向刚度、轴向刚度试验值。同时结合ABAQUS有限元分析平台,建立了有限元分析模型,提出了利用非线性有限元法进行模拟分析的方法。通过模拟台架试验过程,对改进前、后的均衡梁球铰垂向刚度、轴向刚度有限元分析结果进行了评价。研究结果表明:将有限元分析结果与试验值进行了分析对比,两者最大差值为3.55%,有限元分析结果与试验值基本一致。改进后的均衡梁球铰在垂向刚度允许变化范围内,轴向刚度提升了约11.5倍。     

发动机ECU支架振动疲劳分析及其优化设计

为了解决某发动机ECU支架开裂失效问题,首先采集ECU与车架端的实车加速度,并且将其时域信号转换为频域信号。然后基于有限元方法建立ECU支架分析模型,对其进行频率响应分析,分析结果表明其最大应力值超过其材料屈服强度。再基于Miner线性累积损伤理论和功率谱密度函数对其进行振动疲劳分析,分析结果表明其最小寿命为低于设计要求值,与实际失效位置相吻合。最后基于Isight集成优化平台并且采用多岛遗传算法对ECU支架进行优化设计,得到了其最佳的设计参数,优化之后其最大应力值和疲劳寿命均能够满足设计要求,并且其优化方案通过了路试验证,成功解决了该故障问题。     

转向节多轴虚拟试验台架载荷谱应用研究

不同类型的台架载荷谱对转向节的疲劳损伤影响规律有所不同，因此探求精确的载荷谱编辑方法仍是亟待解决的重要问题。以经过校验后试验场载荷谱为数据来源，简化了冗余的转向节耐久规范；通过悬架运动学及柔顺性(Kinematics Compliance, KC)试验和虚拟迭代法，从静态与动态验证了整车多体动力学模型的准确性；采用时域编辑法，生成了保留时域与频域特征的转向节台架随机谱；基于损伤等效原则创建了转向节四级台架程序谱；从统计转向节关键点各方向的伪损伤值占比出发，以转向节模态试验验证后的有限元模型为载体，搭建了转向节多轴虚拟台架；应用模态应力恢复法，讨论分析转向节虚拟台架下的原始谱、台架随机谱、台架程序谱对其疲劳损伤的影响，结果表明三者激励下的转向节疲劳损伤分布保持一致，台架随机谱与台架程序谱较原始谱最大损伤比分别为0.75和1.7,验证了台架载荷谱编辑方法的准确性，说明了转向节虚拟台架的工程实用性；最后，通过虚拟台架传递矩阵确定了引起转向节疲劳损伤的载荷与道路类型，为结构改进提供数据支撑。     

某车型空调管路支架断裂失效分析及优化

利用有限元软件建立某车型空调管路支架的惯性力强度分析模型、模态分析模型和动力总成拉拽力强度分析模型,利用仿真分析软件进行有限元计算,通过与试验数据和试验照片对比分析,判断支架失效真因。根据失效真因,结合支架受力传递路径,提出结构优化方案,并对优化方案进行分析验证。分析结果表明:在同样的动力总成拉拽力作用下,优化方案最大应力值相比原结构降低了50%,且后续整车试验并未出现空调管路支架失效问题。此优化方案可以解决空调管路支架失效问题。     

控制臂的受力分析与改进

为了提高悬架系统的综合性能,对自主研发的电动汽车悬架控制臂进行了分析与改进。首先,建立控制臂的三维模型并通过ADAMS提取控制臂3个铰接点的受力作为边界条件,并利用ANSYS对控制臂进行了有限元分析,得到了其变形和应力云图;其次,改进现有控制臂的几何形状以减小控制臂的峰值应力和峰值位移;最后,对改进前后的控制臂进行了对比分析。结果表明,改进后的控制臂峰值应力减少6.209MPa,峰值位移减少0.015 257mm,进一步保障了悬架系统的安全性,为悬架控制臂的结构改进提供了一定的参考依据。     

速腾轿车后悬架纵臂有限元分析

2012款速腾轿车在行驶过程中频繁发生后悬架纵臂断裂事故,针对此问题,利用仿真软件从理论上探讨其断裂原因。首先,利用UG软件建立速腾轿车后悬架的简化三维模型,然后将三维模型导入ANSYS Workbench软件,建立其有限元模型。最后,在此模型基础上,进行后悬架的静力学分析和疲劳分析,得出后悬架在发生纵向跳动和横向摆动时纵臂的应力云图和在一定条件下的疲劳寿命分布云图。结果显示,在纵臂蜂腰处,纵臂易发生疲劳断裂,与实际情况相符,并针对此分析结果提出速腾后悬架改进措施。     

汽车驱动桥悬架支座焊缝的分析及研究

桥壳悬架支座焊缝开裂是汽车驱动桥一种常见的失效模式.结合有限元分析方法和理论计算,分析计算失效位置的应力水平,并关联试验场地的路试结果,对桥壳悬架支座焊缝进行改进优化,提出了优化方法,为汽车驱动桥此类失效模式的处理提供参考.