[发明专利]一种汽车球铰工作力矩的有限元设计方法

权利要求书

1.一种汽车球铰工作力矩的有限元设计方法，所述汽车球铰包括球销(1)、球销座(2)和球销套(3)，其特征在于：包括如下步骤：

S1，在有限元软件中创建汽车球铰的几何模型；

S2，在有限元软件中定义球销座(2)的材料参数，所述材料参数包括密度、屈服抗压强度、弹性模量和泊松比；

S3，定义球销(1)为主面、球销座(2)为从面，根据球铰润滑脂锥入度定义摩擦系数，设定最小轴向力大小；

S4，在有限元软件中划分网格，通过有限元软件求解汽车球铰工作力矩，得到转动力矩模拟结果和摆动力矩模拟结果；

S5，根据有限元软件中对汽车球铰进行模拟时设定的参数，对同样条件下的实际的汽车球铰进行工作力矩测试实验，得到转动力矩实验结果和摆动力矩实验结果；

S6，根据球铰工作力矩的模拟结果与实验结果之间的相对误差是否在设定范围以内，验证汽车球铰工作力矩有限元模型的正确性。

2.根据权利要求1所述的汽车球铰工作力矩的有限元设计方法，其特征在于：所述汽车球铰的几何模型是在ABAQUS有限元软件中直接进行三维模型建模。

3.根据权利要求1所述的汽车球铰工作力矩的有限元设计方法，其特征在于：所述汽车球铰的几何模型是先通过Solidworks或者Inventor三维设计软件进行建模，再将该建模模型导入到ABAQUS有限元软件中。

4.根据权利要求1所述的汽车球铰工作力矩的有限元设计方法，其特征在于：在设定最小轴向力大小时，按如下方法进行：

在球销套(3)冲铆收口之前，实测其外径r₁，在冲铆收口之后，实测其边界外径r₂，计算球销套(3)冲铆收口过程中的轴向受力面积S，所述S计算公式为：

S＝π(r₁²-r₂²)；

最小轴向力的计算公式为：

F＝σS；

其中，σ为球销套的屈服强度。

5.根据权利要求1所述的汽车球铰工作力矩的有限元设计方法，其特征在于：所述的球销座(2)网格采用C3D8R。

6.根据权利要求1所述的汽车球铰工作力矩的有限元设计方法，其特征在于：所述的球销座(2)网格设置为自适应网格。

7.根据权利要求1所述的汽车球铰工作力矩的有限元设计方法，其特征在于：所述的球销(1)设置为刚体，其网格采用C3D4。

8.根据权利要求1所述的汽车球铰工作力矩的有限元设计方法，其特征在于：所述的转动力矩实验结果和摆动力矩实验结果是通过对汽车球铰进行若干组工作力矩实验，分别记录对应的机测即测转动力矩、机测即测摆动力矩，然后分别求出其平均值，分别作为最终验证时的转动力矩实验结果、摆动力矩实验结果。