某型越野车后横向拉杆结构优化设计及分析

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某型越野车后横向拉杆结构优化设计及分析

摘要：针对某型越野车后横向拉杆结构优化设计需求，运用CAD技术建立了改进前、后三维实体模型，利用CAE技术建立了两种结构的有限元分析模型，并对其在同等载荷情况下的受力进行了对比分析，验证了优化设计的合理性及有效性。
关键词：后横向拉杆；优化设计；有限元分析；Hyperworks

1 设计及分析的实现方法
利用CAD三维软件建立改进前与改进后两种结构后横向拉杆的三维实体模型，通过借口程序进行格式转化后，导入Hyperworks10.0软件中进行有限元建模等前处理工作，并直接采用Hyperworks10.0中的Optistruct拈进行求解和有限元后处理工作。通过施加同等载荷对两个不同结构和材料的后横向拉杆进行对比分析，获得改进后的后横向拉杆结构是否能满足整车性能要求的相关信息。
在这里值得-提的是有限元前处理中CAD技术的运用。在机械结构有限元分析前处理中，利用有限元软件的建模功能，虽然可以建立三维实体模型，但需要占用较多的工作量。因此，我们是通过CAD软件来实现机械结构的三维实体建模，并且为了便于进行有限元分析时网格的划分，在三维实体建模过程，我们可忽略-些细微结构对整体分析的影响。
2 后横向拉杆三维几何模型的建立
2.1 现用结构分析及建模
根据汽车厂提供的现用结构后横向拉杆(如图1)二维图纸资料，我们可以看出，现用结构中，拉杆主体是-材质为20#、直径为Φ25.4mm、壁厚2.9mm的无缝钢管。钢管-段焊接有套管，其中压装有橡胶衬套；另-端连接球销接头，并通过铆接方式固定其上。这种结构虽然在使用过程中尚未出现断裂等不良事故。但从其结构本身来讲，影响总成强度及使用性能的因素较多。不仅仅有钢管自身的强度，还包括套管的焊接强度、球销接头的铆接强度等等。同时，正如众多消费者反馈的-样，该结构常见于低端车型，在中高端车型上较为少见，确实有改进的必要。