[发明专利]一种用于新能源电动重卡充电座支架的刚度校核方法

说明书

本发明的一种用于新能源电动重卡充电座支架的刚度校核方法，利用有限元分析和材料力学计算相结合计算支架的刚度，相比于有限元求解，大大减小了计算时间。当支架的长度方向的结构更改时，只需输入相应的长度尺寸即可。消除了支架刚度校核的主观性与随意性，通过有限元分析可以正确验证支架刚度，减小了支架维修与更换的风险，降低了安全事故发生的概率。消除了不同长度支架的重复设计分析校核，缩短了支架开发周期，减少了支架开发费用。

技术领域

本发明属于机械设计技术领域，具体来说是一种用于新能源电动重卡充电座支架的刚度校核方法。

背景技术

目前新能电动重卡上充电座支架做成悬臂结构，在驾驶室后方安装于车架上。鉴于支架为悬臂结构，因此确保其刚度显得尤为重要，对支架的刚度校核也显得尤为重要。因此在结构设计时往往会对其进行有限元分析，校核其刚度，但是在不同的重卡车型中其充电座支架悬臂的长度都不相同，但是其横截面都是相同的。然而，每次支架结构更改时，都需要重新进行有限元计算，耗时长，效率低，工作繁琐，费用高。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有的支架刚度校核步骤繁琐问题。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种用于新能源电动重卡充电座支架的刚度校核方法，包括如下步骤：

S100、建立支架、螺栓和充电盒求解计算域，支架用螺栓连接于车架；

S200、采用线弹性材料模型描述支架、螺栓和充电盒的材料性能，确定其弹性模量、密度和泊松比；

S300、对支架安装所在的车架进行截断，约束其截断处的自由度；

S400、在充电盒充电口处施加充电枪的等效载荷F₁；

S500、采用有限元软件，建立支架刚度的计算方程，并对方程进行求解；

S600、获取支架加载点的位移和支架悬臂的长度，计算支架的抗弯刚度EI；

S700、对等截面不同长度的悬臂支架刚度K进行计算，得出支架的最大刚度，用该支架最大刚度除以支架设计的许用刚度，得出安全系数。

优选的，所述步骤S100中具体为先划分支架和充电盒网格，螺栓采用Rbe2和Beam单元来等效。

优选的，所述步骤S400中施加充电枪的等效载荷F₁包括如下两种情况：当充电盒为单枪充电盒时，F1＝mg；当充电盒为双枪充电盒时，F1＝2mg，且每个充电口分别施加0.5F1的载荷，其中m为单个充电枪的等效质量，g为重力加速度。

优选的，所述步骤S600中的支架的抗弯刚度EI的计算公式为：

其中F₁为等效载荷；d为等效载荷F₁作用下的位移，其中当充电盒为单枪充电盒时，d为载荷时施加点的位移；当充电盒为双枪充电盒时，d为两个充电口载荷施加点的平均位移；L₁为支架的悬臂长度。

优选的，所述步骤S700的支架刚度计算公式为：其中，F为充电枪的等效载荷；L为支架的悬臂长度；EI为步骤S600计算得出的抗弯刚度。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：