[发明专利]基于有限元法的底盘悬挂系统的强度及台架耐久分析方法

说明书

本发明涉及计算机辅助工程技术领域，尤其涉及基于有限元法的底盘悬挂系统的强度及台架耐久分析方法。包括以下步骤：步骤S1：建立底盘悬挂系统的有限元模型，步骤S2：底盘悬挂系统的有限元模型验证，步骤S3：强度及台架耐久工况，步骤S4：强度及台架耐久分析。提升了底盘悬挂件的强度及台架耐久分析的效率，同时提高了强度与台架耐久性能验证精度。在行业上，底盘悬挂系统的结构件建模已相当成熟，不存在模型简化不合理问题。本发明提出的底盘悬挂系统有限元模型，是不需ADAMS进行底盘件载荷分解，该有限元模型是与实验对标准确的，能直接控制底盘悬挂件的强度及台架耐久分析精度。

技术领域

本发明涉及计算机辅助工程技术领域，尤其涉及基于有限元法的底盘悬挂系统的强度及台架耐久分析方法。

背景技术

随着近年国内自主品牌汽车行业的迅猛发展，顾客对汽车质量要求越来越高，设计一款物美价廉的自主品牌汽车，成了各主机厂的挑战。辆车好比人，底盘相当于的脊椎骨架，其强度及台架耐久性能极其重要。传统底盘悬挂系统的强度及台架耐久校核方法，是通过Adams软件建立多体底盘系统模型，分解各底盘件的载荷，然后基于该载荷进行各底盘件的强度及疲劳计算，原理流程见图1。然后该传统技术路线存在一些不足： 1）多体动力学建模存在简化，该简化导致局部受力准确性降低。如：如何选择底盘悬挂件柔性化的问题；二力杆的非线性问题：刚体模型存在完全忽略零件非线性问题。 2）未考虑接触问题：在多体模型中考虑该问题，比本发明方法要复杂很多。 3）强度分析边界与实际物理实验边界存在不确定性（受CAE分析工程师经验影响）。以上不足带来的载荷偏差，都将导致结果不能反映危险位置，出现对底盘件强度及台架耐久校核不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供基于有限元法的底盘悬挂系统的强度及台架耐久分析方法。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：

基于有限元法的底盘悬挂系统的强度及台架耐久分析方法，包括以下步骤：

步骤S1.建立底盘悬挂系统的有限元模型：通过衬套有限模型，将底盘各结构件的网格模型装配一起；通过减震器有限元模型，将底盘结构件网格模型与车身网格模型连接起来；

步骤S2.底盘悬挂系统的有限元模型验证：首先搭建与CAE一样的物理试验台，在底盘悬挂件中的关注件的危险点布置应变片，测量关注位置的应变，并通过胡克定律，转化成应力，然后与底盘悬挂系统的有限元模型对应件的相应位置应力对比；通过两者的应力水平与不同测量点的应力变化趋势对比，验证底盘悬挂系统的有限元模型准确性与精度；

步骤S3.强度及台架耐久工况：对底盘悬挂件的强度及台架耐久性能的验证，是通过特定的极限强度工况和台架耐久工况进行考核；同时将强度及台架耐久工况载荷直接加载底盘悬挂系统的有限元模型中的轮心；

步骤S4.强度及台架耐久分析：将加载了，强度及台架耐久工况载荷的底盘悬挂系统的有限元模型，提交有限元软件进行强度及耐久校核软件进行验算；基于分析结果，指导底盘悬挂件的开发设计。

所述底盘悬架结构件网格模型是将CATIA-3D模型有限元方法离散成很多网格模型。

所述衬套有限元模型和减震器有限元模型是由有限元专业软件ABAQUS的单元ROD模拟衬套非线性、减震器阻尼和螺旋弹簧的预载力学特性。

所述材料线性及非线性参数是由有限元专业软件ABAQUS的MAT模拟材料的弹性阶段与屈服至断裂阶段的材料力学特性。

所述模型对标实验是通过相同的底盘悬挂系统实验物理模型，布应变传感器，测试结构件的应力水平，与有限元模型相同位置的应力分析结果对标，确保模型的准确性；

所述强度及台架耐久工况是全新底盘结构件开发过程中，各悬挂件要满足什么强度及台架耐久性能的测试工况。