二轴板簧后支架的设计及其有限元分析

摘要

当今世界，无论是国内还是国外，有限元技术都得到了较广泛的应用，涉及的行业包括：核产业、建筑、军事、航空航天、铁路、石化、造船、通讯和电子行业等。在机械与汽车设计行业中显得尤为突出，CAD/CAE技术是车架设计与分析的有效手段。客货两用汽车车架不仅要承担安装在其上的各种装置的质量，而且要承受所运输的人和货物的质量，并且还要受到在行驶过程中由于道路凹凸不平造成的复杂的冲击载荷，所有这些将直接影响汽车的安全性能。
　　 论文根据整车的设计要求，提出了二轴板簧后支架的总体方案，在板簧支架的材料、弹性模量(Mpa)、泊松比、屈服极限(Mpa)、抗拉强度极限(Mpa)等条件不变的情况下，测试板簧支架在极限载荷时正常行驶工况、满载时的正常行驶工况、极限载荷时的侧向工况，完成其工程图的设计并试制样品。根据有限元分析的内容不同，采用不同的方式进行三维建模，并利用HyperMesh和ABAQUS软件联合对二轴板簧后支架进行有限元分析。
　　 由于客货两用车车架是一个极为复杂的异型装配件，如采用实体建模方式建模与分析，则每次改型都要重新建模重新分析，这将耗费大量的人力物力，还将浪费宝贵的新产品推向市场的时间。某客货两用汽车在重庆、四川、贵州、青海和西藏等地恶劣路况下出现多起车架断裂事故，鉴于此，在完成上述工作的基础上，分别针对二轴板簧后支架，就其Max Sprincipal应力(MPa)、静安全系数、疲劳安全系数、刚度、应力、变形等各个方面，将理论设计数值与有限元分析相结合，对二轴板簧后支架进行了结构改进。将参数化有限元技术应用于复杂异型件车架的参数化建模与分析，运用该技术对客货两用汽车的二轴板簧后支架进行有限元建模，并提出了有实际意义的改进方案，为以后类似的产品开发提供理论依据，缩短了开发周期，进步了产品质量，为其他产品的改型设计提供了一种新途径。