基于HyperWorks的汽车前桥有限元分析

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基于HyperWorks的汽车前桥有限元分析基于 的汽车前桥有限元分析
熊向进
中铁四局-公司 安徽 合肥 230041
摘要 前桥是汽车的重要部件之- 应具有足够的强度和刚度 该文运用有限元软件 HyperWorks 对前桥进行应力变形分析 用 UG
建立三维模型后导入 HyperWorks 生成有限元模型 计算紧急制动 侧滑 越过不平路面三种典型工况下的应力及变形 由计算结果
知 前桥的受力变形符合强度要求
关键词 前桥; 有限元; HyperWorks
中图分类号 TH16 文献标识码 A 文章编号 1009-3044(2009)14-3792-02
Finite Element Analysis of Vehicle Front Axle based on HyperWorks
XONG Xiang-jin
(China Railway No.4 Engineering Group Co.LTD， Hefei 230041， China)
Abstract: Front axle is one of important parts of vehicle， it should have enough intensity. This article applied finite element software Hy
perWorks to analyzed the stress and distortion of the front axle. The 3D model was build by UG and the finite element model was made
after it transmitted into HyperWorks. Three kinds of typical situation were calculated about the stress and distortion. As the result， the load
and distortion of the front axle accorded with the demand.
Key words: Front axle; finite element; HyperWorks
1 引言
传统的产品设计流程是-个人工反复进行设计的过程 工程师借助 CAD 工具进行产品的设计 接着提交工厂进行加工制造
然后对产品进行实物试验 如果产品不能满足功能要求或者失效 就需要对产品设计进行修改 甚至重新设计 如此反复 直到产品
在实物试验中满足全部要求为止 随着计算机软硬件技术的发展 CAE 技术日趋成熟 各种数值仿真方法 如有限元 多体动力学
计算流体力学等技术 在产品设计中得到大量的应用 产品在完成初步设计后 可以基于 CAD 模型进行产品性能的虚拟试验 初步
检验其工作应力 运动过程 产品寿命等 如果产品不能满足要求 可以立即返回给设计人员进行修改或重新设计 从而大大缩短实
物试验周期和降低费用
前桥是汽车上的重要部件之- 是连接车身与车轮的重要部件 它主要承受悬架传来的垂直载荷 同时又承受车轮传来的制动
力及侧滑扭矩 因此对其强度 抗冲击性 疲劳强度及可靠性方面都有很高的要求 所以 对前桥进行强度分析十分有必要
2 前桥受力分析
前桥的受力主要按照 3 种危险工况来进行分析计算 分别为 紧急制动工况 侧滑工况和越过不平路面工况 前桥的基本受力
情况按方向主要分为垂直力 侧向力和纵向力三个方向 根据车辆行驶过程中受力分析可得 紧急制动工况为垂直力和纵向力共同
作用的组合工况 侧滑工况为垂直力和侧向力的组合工况 越过不平路面工况为垂直力单独作用的工况
1) 制动时的载荷为板簧加载处所承受的垂直力和纵向制动力的组合 此时垂向反力为
式中 G1 为满载静止时前桥的垂直载荷 m1 为制动时质量转移系数 这里取 1.7
纵向制动力为
式中 为轮胎与地面的附着系数 取 0.8
该工况下的垂向载荷和制动力都以均布施加于板簧座上
2) 侧滑工况时的载荷为侧向力与垂向力的组合 侧向反力为