整车33后扭转梁强度分析规范V10版Word格式.docx

1、日 期审核/会签批准修 订 页编制/修订原因说明：首次编制原章节号现章节号修订内容说明备注编制/修订部门/人参加评审部门/人修订记录：版本号提出部门/人修订人审核人批准人实施日期1 简介1.1分析背景和目的后扭转梁式悬挂是由拖曳式悬挂发展而来的一种半独立悬挂。它与拖曳式悬挂微小的区别在于扭转梁式悬挂的扭梁中间横梁和两侧的悬挂是焊死在一起的，而拖曳式悬挂拖曳臂中间横梁和两侧的悬挂是活动连接的。扭转梁式悬架是专为后轮而设计的悬架结构，它的构成非常简单-以上下摆动式拖臂实现与车身的连接，然后以液压减震器和螺旋弹簧充当软性连接，起到吸震和支撑车身作用，U形横梁则连接左右车轮。从扭转梁悬架的构造来看，由

2、于左右纵摆臂被横梁连接，因此悬架结构依然还保持整体桥式特性，这也就使纵向拖臂所连接的车轮在动态运动中外倾角不会发生较大变化，由此会使前轮出现转向不足，但后轮反应较迟钝，所以扭转梁后悬无法为车身的精确操控提供良好的保障。不过连接左右纵臂的横梁在跳动转向时的扭曲刚性变形，在一定程度上可让左右车轮在小范围的空间内自由跳动而不干扰到另一侧车轮。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此要求其具有很高的强度。后扭转梁在CAE仿真性能中包含疲劳寿命、强度、扭转刚度、模态等数个细分项，本规范定义了后扭转梁的刚度分析方法。针对底盘元件强度耐久分析，需要提取汽车行驶过程中的一些典型工况（可分为强度工况、疲劳

3、工况），借助多体动力学软件ADAMS仿真得到底盘元件每种工况下各个硬点在三个方向的力和力矩，以此作为输入，经NASTRAN、ABAQUS等有限元软件计算其强度，针对疲劳工况借助于疲劳分析软件nCode DesignLife计算疲劳工况下的损伤以及累计损伤。1.2软硬件需求软件前处理：Altair Hypermesh；后处理：Altair Hyperview；求解器：abaqus、nastran、ncode；硬件前、后处理：HP或DELL工作站；求解：HP服务器、HP或DELL工作站。1.3分析数据参数需求本流程开展分析工作需要以下数据信息：1、后扭转梁本体的几何数据（即catia数模）；2、后

4、扭转梁相关硬点坐标（减震器下点、螺旋弹簧下点、扭梁纵臂与车身连接点、后轮心点）；3、后扭转梁零件号、对应材料牌号；4、材料牌号对应的弹性模量、泊松比、密度、屈服极限、抗拉极限、延伸率及材料应力应变曲线数据。1.4分析的时间节点本分析在车型项目开发TR2-TR4节点之间进行。2 模型前处理2.1模型准备导入后扭转梁几何模型，去除后扭转梁本体结构无关的零部件。网格划分细则，请参阅CAE分析共用模型建模指南。2.2模型检查建立materials属性卡片，为各个组件赋上材料属性，详细检查确保模型正确，主要检查内容如下：（1）检查重复单元，带自由端单元，网格是否满足质量要求；（2）检查各连接处理是否正确

5、，关键部位尽量网格规整，模型检查规范细则请参阅CAE分析共用模型建模指南。2.3模型处理有关建模的详细要求应遵循CAE分析共用模型建模指南。对于约束和加载的关键部位，应重点关注：图2-1后扭转梁有限元模型如图2-1所示，后扭转梁各连接硬点位置位置抓取RBE2，用hypermesh细化网格，平均尺寸3mm，生成壳单元。2.4约束及载荷本规范仅定义了后扭转梁强度分析的约束及加载方法。2.4.1约束方法 无约束，采用惯性释放计算方法。2.4.2加载方法强度分析：在减震器下点、螺旋弹簧下点、扭梁纵臂与车身连接点、后轮心点各施加X向、Y向、Z向的力和力矩载荷（载荷值来自于Adams多体动力学分解），见图

6、2-2。图2-2后扭转梁强度分析加载示意图疲劳分析： 在转向拉杆作用点、减震器连接点、摆臂连接点、和轮心点各施加X向、Y向、Z向1N单位载荷，见图2-3。 Ncode软件中加载时域曲线（时域曲线来自于Adams多体动力学分解），见图2-4。图2-3 后扭转梁疲劳强度加载方法图2-4 时域曲线示意图3 有限元分析步骤3.1 分析步设定 强度分析线性：NASTRAN,SOL=101；控制参数：POST，-1；输出内容：stress、strain、displacement。非线性：abaqus； 疲劳分析Ncode分析流程框见图3-1。图3-1 疲劳分析流程示意图3.2 分析文件输出创建完强度分析载

7、荷步之后，将整个分析模型输出到Nastran面板下的bdf格式文件，然后将bdf文件提交Nastran求解器上求解，得到包含计算结果的信息的“*.op2”文件（应力结果超过材料屈服极限，用abaqus面板进行非线性分析，输出abaqus面板下的inp文件进行求解计算，得到包含计算结果的信息的“*.odb”文件）。创建完疲劳分析载荷步之后，将整个分析模型输出到Nastran面板下的bdf格式文件，然后将bdf文件提交Nastran求解器上求解，得到包含计算结果的信息的“*.op2”文件，导入ncode进行疲劳分析计算，输出.odb和.hyp格式的疲劳结果文件。4 分析结果处理及评价 4.1分析结果查看使用hyperview软件读取计算完成的op2文件。4.2评价指标 强度工况：评判标准：1、最大应力相应材料屈服极限；2、若最大应力超出材料屈服极限，需进行弹塑性验证，应满足等效塑性应变1%、残余变形1mm。 疲劳工况：1、工况01、02、03循环5万次，工况04循环20万次，工况05循环2.5万次；2、部件合计总损伤1。5 附录 图5-1 后扭转梁强度工况图5-2 后扭转梁疲劳工况图5-3 后扭转梁强度结果云图（应力）图5-4 后扭转梁疲劳损伤云图