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基于CAE的汽車轉向節輕量化設計

2017-12-07 02:41:15KeeJooKim
汽車文摘 2017年4期
關鍵詞:汽車質量設計

基于CAE的汽車轉向節輕量化設計

轉向節是汽車轉向系統中的重要零件,其既承載一定的車體質量,又在汽車行駛過程中承受交變載荷和汽車制動時的制動力矩,是確保汽車安全行駛的重要零件之一。目前,大多數轉向節的生產主要采用鍛造或球墨鑄鐵鑄造兩種方法,但這兩種方法的缺點都是生產出的產品質量大,且無法生產外形復雜的轉向節。

通過使用諸如鋁合金的輕質材料可以實現車輛輕量化,對使用不同材料制成的汽車轉向節進行動態剛度分析和比較。研究表明,6061鋁合金(AA6061-T6)的動剛度比FCD600鑄鐵的動剛度高約30%。通常,具有高動態剛度的材料也具有優異的抗振性,因為動態剛度可以影響振動特性。為了采用6061鋁合金(AA6061-T6)設計更輕更可靠的底盤部件,可以在現有的轉向節上增加變截面肋來形成新的轉向節形式,再使用計算機輔助設計(CAE)來研究新的轉向節可靠性和部件質量。為了驗證所設計轉向節的可靠性,對優化后的轉向節重新劃分網格模型,進行剛度分析。由剛度分析結果可知,優化后的轉向節可滿足設計要求,且質量相對于高強度鋼和球墨鑄鐵材料更輕。采用FCD600鑄鐵制成的轉向節質量為7.12kg,而采用6061鋁合金(AA6061-T6)制成的轉向節質量為3.58kg,質量減輕了約50%。

刊名:Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society(英)

刊期:2016年第9期

作者:Kee Joo Kim et al

編譯:馬曉宇

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