基于ANSYS軟件對某重型汽車板簧固定支架進行優化設計

鄒 衍

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

板簧固定是重型汽車懸架系統中的一個重要組成部件，它在汽車懸架中起承載作用，受力較大，如果板簧固定支架的強度不能滿足使用要求，會使懸架系統承載能力失效，影響車輛行車安全[1]。

此外，隨著科技的不斷發展，重型汽車輕量化也越來越重要。因此，板簧固定支架需在保證強度滿足要求的前提下，盡可能的做到輕量化。

本文基于 ANSYS軟件對板簧固定支架進行有限元分析，并進行優化設計，使板簧固定支架在滿足使用強度要求的同時達到輕量化。

1 使用工況

圖1 板簧固定支架安裝示意圖

某重型汽車板簧固定支架的裝配示意圖如下，該件使用板簧懸架中，支架開檔與板簧相連，垂直面通過緊固件與車架大梁相連[2]。圖示支架裝配在車架縱梁上，通過M14的螺栓固定。

2 靜力工況設定

分析時將支架與大梁連接，固定約束車架大梁周邊，裝配板簧的開檔處施加載荷：

工況一：方向向上、向前，各施加30000N。

工況二：方向向上、向左，各施加30000N。

工況三：復合工況，三個方向各施加30000N。

圖2 靜力工況設定

3 疲勞工況設定

分析時固定與大梁連接的裝配面以及3×Ф12.5孔與2×Ф12.5孔，裝配板簧的開檔處施加豎直方向載荷，按正弦曲線變化，峰值為最大60000N，最小30000N，設計壽命1×107次。

圖3 疲勞工況設定

4 結構優化

圖4 結構優化

5 有限元分析

5.1 靜力計算

圖5 靜力計算—工況一

圖6 靜力計算—工況二

圖7 靜力計算—工況三

5.2 疲勞分析

圖8 疲勞壽命對比

圖9 疲勞安全系數對比

6 分析結果

表1 靜力分析結果對比

表2 疲勞分析結果對比

7 結論

（1）靜載工況下，優化后結構最大應力大于原結構，但采用了更高性能材料，安全系數更高，強度性能更好。

（2）疲勞工況下，優化前后結構均預測不會發生疲勞失效，疲勞壽命均達到1×107次。

（3）綜上，該優化結構可以滿足設計及裝車使用。

[1] 王望予.汽車設計;機械工業出版社,2003.

[2] 申晉憲,王鐵.載貨汽車總體設計分析,中國標準出版社,2013.