整车36副车架强度分析规范V10版.docx

1、整车36副车架强度分析规范V10版编号：LP-RD-RF-0036 文件密级：机密 副车架强度分析规范V1.0编 制： 日 期： 编制日 期审核/会签日 期批准日 期修 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备注副车架强度分析规范1 简介1.1分析背景和目的副车架（Subframe）可以看成是前后车桥的骨架。是前后车桥的组成部分。副车架承载固定稳定杆、控制臂、动力总成后悬置支架、转向机等部件，这些部件在车辆行驶中均会对副车架产生相应的载荷。副车架作为底盘关键的承载部件，其本身连接

2、到车身的刚度、强度也需要足够大。如果副车架在实际复杂路况的使用中与激励共振，对副车架强度耐久、操稳舒适性、NVH都会产生很大影响，避免上述问题，一般要求对副车架进行刚度分析，考察副车架刚度结果是否满足设计要求，本规范主要考察副车架强度耐久性能。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

3、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、副车架本体的几何数据（即catia数模）；2、副车架相关硬点坐标；3、副车架零件号、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模型准备导入副车架几何模型，去除副车架本体结

4、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，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副车架有限元模型如图2-1所示，副车架各连接硬点位置位置抓取RBE2，用hypermesh细化网格，平均尺寸3mm，生成四面体单元。2.4约束及载荷本规范仅

5、定义了副车架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：在控制臂安装点、稳定杆安装点、转向机安装点、车身安装点各施加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2-2。图2-2副车架强度分析加载疲劳分析： 在控制臂安装点、稳定杆安装点、转向机安装点、车身安装点各施加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 副车架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：NAS

6、TRAN,SOL=101；控制参数：POST，-1；输出内容：stress、strain、displacement。非线性：abaqus；输出内容：stress、strain、displacement。 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 强度分析创建完强度分析载荷步之后，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（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

7、果的信息的“*.odb”文件）。 疲劳分析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：评判标准：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 副车架强度工况图5-2 副车架疲劳工况图5-3 副车架强度结果云图（应力）图5-4 副车架疲劳损伤云图