微客转向节性能分析与轻量化优化

发布时间：2021-04-02 05:33

　　目前,汽车领域不断将轻量化技术应用到研发生产中。转向节作为汽车前悬架系统中的重要承载部件,其结构性能直接影响整车的操纵稳定性、安全性以及承载能力。本文针对某车企开发的微客转向节,对转向节的静动态性能进行了分析,在转向节的各项性能满足企业要求的基础上,对其进行了多目标轻量化研究。主要研究工作与成果如下:（1）利用HyperMesh软件完成转向节有限元模型的建立,并完成了转向节在汽车越过障碍路面、紧急制动、转向侧滑以及两种组合工况下受力载荷的计算,然后对五种工况下的转向节进行了静力学分析,结果表明转向节的各项性能均满足设计要求,并存在进一步的优化空间。（2）利用MATLAB/Simulink软件建立基于白噪声原理的D级不平路面模型,利用ADAMS/Car软件建立整车刚柔耦合模型,通过联合仿真得到转向节四个关键连接点位置的动态载荷谱,为后面转向节的瞬态动力和疲劳寿命分析提供载荷谱数据。（3）在HyperMesh软件中建立转向节的振动模型,获得转向节的前六阶固有振型和频率,从而验证了转向节不会发生共振现象。利用谐波响应分析模拟转向节在0⁵000Hz频率范围内的响应,获得转... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

汽车轻量化技术方法

本文技术路线

?OLID45为8节点的六面体单元，每个节点在X、Y和Z方向均有3个位移自由度。SOLID45单元能够退化为6节点的三棱柱单元或4节点的四面体单元。而SOLID92为10节点的四面体单元，它是一种具备可塑性、大变形、膨胀等功能的结构体单元，如图2.1所示，I、J、K、L为角节点，M、N、O、P、Q、R为边中节点，①、②、③、④均为施加面载荷的单元面，其施加方向指向单元内部时为正向压力。由于转向节中存在一些曲率较大的局部特征，且SOLID92单元含有边中节点，对不规则模型的适应能力较强，因此本文选用SOLID92四面体单元比较合适[31]。图2.1SOLID92单元示意图Fig.2.1SOLID92elementschematicdiagram在HyperMesh中创建四面体单元有两种方式：StandardTetramesh和VolumeTetramesh。第一种方式是在封闭壳单元包络而成的空间内，通过合理的参数设置来实现四面体网格的生成。另一种方式直接对几何清理后的三维模型进行四面体网格划分。本文采用HyperMesh中的VolumeTetra面板直接对转向节进行四面体网格划分，并通过UseProximity和UseCurvature这两个功能选项使四面体单元具有更好的贴合度和较小的弦差，最后利用实体网格编辑功能对转向节的网格质量进行进一步的优化。为了减少网格引起的仿真出错和提高求解结果的精确度，对转向节划分网格之后，还需要检查转向节的四面体网格质量。到目前为止，在网格划分的质量要求方面还没有一个统一的标准，因而企业会根据不同的开发车型来拟定针对性的检验标准，网格质量的主要检查类型有：三角形比例、单元翘曲度、单元扭曲度、雅克比、最大弦差等[32]，具体的检查类型标准如表2.1所示。最终生成的转向节四面体网格如图2.2所示。整个转向节的有限元模型共有


本文编号：3114687