基于HyperMesh分析的汽車后導向臂總成優化設計

吳俊龍，楊浩，楊海波

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

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基于HyperMesh分析的汽車后導向臂總成優化設計

吳俊龍，楊浩，楊海波

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘 要：文章是在某車型研發過程中，其后懸掛系統中后導向臂需在原有車型平臺上進行借用優化，以降低研發費用及縮短開發周期。在開發過程中發現，其后導向臂拉桿支架強度不能滿足現車型設計要求，需對其性能及可靠性進行HyperMesh分析強度模態校核與提升。文章是在現車型載荷下對后導向臂拉桿支架強度及模態進行校核并優化設計。

關鍵詞：后導向臂總成；HyperMesh分析；優化設計；校核

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.03.021

Based on analysis of HyperMesh car guide arm assembly after optimization design

Wu Junlong, Yang Hao, Yang Haibo
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Abstracts: This article is in the process of research and development of a model，Later rear suspension system of rear guide arm use optimization should be carried out on the original platform, In order to reduce development costs and shorten the development cycle.Found in the development process, Then rear guide arm pull rod support strength can not meet the requirement of the designed model, For the performance and reliability modal analysis of HyperMesh strength check and ascend.This article is in the present model under the load to the rear guide arm pull rod support strength and modal test and optimize design.

Keywords:rear guide arm assembly; HyperMesh analysis; optimization design; check

CLC NO.: U462.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)03-64-03

引言

在某車型研發過程中，其后懸掛系統中后導向臂需在原有車型平臺上進行借用優化，以降低研發費用及縮短開發周期。在開發過程中發現，其后導向臂拉桿支架強度不能滿足現車型設計要求，需對其進行強度模態校核與提升。后導向臂總成示意圖如圖1所示。

圖1　后導向臂總成示意圖

1、后導向臂載荷提取

在某車型開發過程中，由于車型載荷分布變動及懸架調校后穩定桿直徑從?14mm增加至?19mm，導致后導向臂總成拉桿支架受力變化；在ADMAS中建立懸架系統運動模型來提取應力值，仿真模型如圖2所示。具體力值變化如表1所示。

表1　后導向臂拉桿支架受力變化情況

圖2　仿真模型

由以上數據可知，其受力增加到約原來的2.2倍，以下內容為在此基礎上進行優化設計。

備注：上述力值為左轉彎1.0g工況下提取。

2、網格模型建立

①HyperMesh中建立網格模型，采用3mm網格劃分，其中轉向節采用四面體網格劃分；在后導向臂總成中加載力值。如圖3所示。

②對后導向臂網格模型賦予材料屬性，材料屬性見表2所示。

表2　材料屬性

③對后導向臂網格增加厚度屬性，各板件厚度如表3所示。

表3　板材厚度

3、HyperMesh中計算處理

①原車型載荷計算結果，如圖4所示。

圖4　原車型后導向臂載荷分析結果

圖5　現車型后導向臂載荷分析結果

由圖4可知，最大應力值出現位置在拉桿支架處，且最大應力值為159.7MPa，計算安全系數為：屈服極限/最大應力值=1.6>1.0。原車型設計符合強度要求。

②現車型載荷計算結果，如圖5所示。

由如5可知，最大應力值同樣出現在拉桿支架處，且最大應力值為363MPa，計算安全系數為：屈服極限/最大應力值=0.7<1.0。現車型設計不符合強度要求。

4、基于HyperMesh分析的優化

將拉桿支架厚度從3mm增加至4mm，同時將材料改為QSTE380（屈服極限為380MPa）；重新分析計算結果如圖6所示。

圖6　優化設計后計算結果

由如6可知，拉桿支架上最大應力值為235.7MPa，計算安全系數為：屈服極限/最大應力值=1.61>1.0。安全系數與原車型設計基本一致，

現優化設計后后導向臂總成強度符合要求。

5、模態校核

圖7　原車型一階模態圖

圖8　現車型一階模態圖

對原車型及現車型后導向臂總成進行模態分析，得如表4所示的數據。

表4　一階模態數據統計

由以上數據可知，現車型后導向臂模態符合要求，故其無需進行優化調整。

6、基于HyperMesh分析的優化結論

根據上述分析結論，后導向臂設計優化如下：

（1）后導向臂拉桿支架厚度從3mm增加至4mm，同時材料更換為QSTE380；

（2）后導向臂總成模態分析符合設計要求，故不作設計變動。

7、試驗應用的檢驗

（1）以上優化件，經過整車3萬公里試驗考核，滿足使用要求；

（2）后導向臂進行模態實測也符合設計要求；

由此可見本文描述的相關優化方法實用可行。

參考文獻

[1] 劉惟信.汽車設計.北京:清華大學出版社,2001.

[2] 陳立平.機械系統動力學分析及ADAMS應用教程.北京:清華大學出版社.2005.

作者簡介：吳俊龍，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。

中圖分類號：U462.2

文獻標識碼：A

文章編號：1671-7988(2016)03-64-03