基于CAE 商用车车架弯曲刚度的提升

2020-09-06陈海彬

汽车实用技术 2020年16期

陈海彬

摘要：文章利用有限元分析软件Msc.nastran对商用车车架弯曲刚度进行了反复的模拟计算，针对分析结果的不足提出进一步的设计优化方案;为车架优化的设计提供方向。

关键词：商用车;弯曲刚度;模拟计算

中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2020）16-99-03

Abstract： The Article Simulated the bending stiffness of commercial vehicle frame repeatedly by MSC nastran. And then optimized structure to meet the target. So proposals will be adopted by product engineer.

Keywords： Commercial vehicles; Bending stiffness; Simulation calculation

CLC NO.： U462.1 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2020）16-99-03

1 前言

随着全球经济化发展.环保.节能及被动安全性等问题的提出，在汽车新车型的开发过程中对车身的结构性能要求越来越高，而车架作为商用车的主要承载系统，其弯曲刚度是其开发过程中首要考虑的重要指标。车架的弯曲刚度是其结构反映出的载荷与变形之间关系的特性。车架的弯曲刚度不足，会引起整车满载状态下，车架变形过大;会使乘员感觉到不舒适，带来噪音和部件的疲劳损害。这些问题会直接或间接的影响商用车的耐久性，NVH性能以及安全性能。

2 车架有限元分析

2.1 商用车车架介绍

车架是非承载式车身安装动力总成、底盘系统的主要承载结构;主要由纵梁和横梁组成。用铆接法或者焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性结构。纵梁通常用低合金钢板冲压而成，断面形状为槽型。横梁不仅用来保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷，而且还可以支撑汽车上的主要部件，通常载货车有5～6根横梁，有时会更多;本次改进的车架有6根横梁。

2.2 有限元的建立及说明

通使用有限元前处理软件（如hypermesh）对车架进行网格划分，网格以四边形单元为主。网格基本尺寸为10mm，网格质量符合表1要求：

2.3 车架约束和加载方法

2.3.1 约束方法

（1）约束车架前悬左、右弹簧座安装点Y、Z两个方向的平动自由度。

（2）约束车架后悬左、右弹簧座安装点X、Y、Z三个方向平动自由度。

注：若悬架采用的是板簧结构，约束点为每侧钢板弹簧两个安装点中间位置对应的纵梁处;

若减震弹簧安装在副车架结构上，计算模型需要带上副车架。

2.3.2 加载点

前后约束点中间位置沿Z向形成的平面与副车架上表面交线的中点。

2.3.3 载荷

左、右两个加载点沿整车-Z向各施加1000N的力。