某板簧支架的结构优化设计
2018-04-02蔡启培窦广韬
机械工程与自动化 2018年1期
蔡启培,高 沛,窦广韬
(1.太原理工大学,山西 太原 030024;2.山西职业技术学院,山西 太原 030006)
0 引言
板簧支架是连接车架与板簧的零件,传递二者之间的相对运动和作用力,受到来自板簧方面的载荷,较容易破坏,其工作的可靠性直接决定了车辆在行驶过程中的安全性,对其结构设计的强度要求很高[1]。因此,经过重新设计,建立有限元模型并进行优化,验证模型的安全性是有实际意义的。
1 板簧支架的轻量化
面对资源的不足和多方面激烈的竞争,轻量化的设计势不可挡。据报道,大部分车辆的车身质量大约占全部质量的2/5~3/5,可见轻量化的设计对于节约材料、减轻车辆本身的重量是非常重要的[2-3]。轻量化设计的主要目的是在确保稳定提升车辆性能的基础上,对各零件进行优化设计。在保证强度和安全性能的前提下,尽可能地降低质量,提高整体性能。目标驱动优化和拓扑优化都能为轻量化设计提供参考,板簧支架的优化流程如图1所示。
2 板簧支架有限元模型建立
在建立模型之前,应该首先考虑以下几个问题:①与车架连接的安装孔的大小、位置的变化;②与车架连接的安装面的变化;③卷耳、吊耳的安装孔位和安装面的变化;④安装部分与车架安装面、安装孔位的变化,以及其他可做调整的地方。通过上述分析及考虑加工工艺等多方面的因素,在SolidWorks中建立板簧支架的参数化初始模型,考虑到后续分析的因素,初步对结构刚度影响微弱的部分进行合理的删除。……
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