汽車手剎安裝支架合件強(qiáng)度及剛度對(duì)比分析

曾鳳

摘 要：本文基于某車型的汽車手剎安裝支架合件提出了兩個(gè)方向的設(shè)計(jì)改進(jìn)，并采用CAE輔助分析手段，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。CAE分析為手剎安裝支架合件的設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：手剎安裝支架合件;強(qiáng)度;剛度

1 前言

手剎是汽車制動(dòng)系統(tǒng)中使用頻率很高的零件，手剎安裝支架的強(qiáng)度和剛度是手剎安全使用的重要保證。本文針對(duì)某車型的汽車手剎安裝支架強(qiáng)度較弱、剛度不足問(wèn)題，提出新的改進(jìn)方案，通過(guò)CAE分析驗(yàn)證可行性。

2 手剎安裝支架合件問(wèn)題描述及分析

本文研究的車型因采用不同平臺(tái)的手剎，導(dǎo)致手剎安裝支架合件相對(duì)同平臺(tái)其他車型存在強(qiáng)度較弱、剛度不足的情況。由圖1可知，手剎左右安裝點(diǎn)距離L1=75mm，前后安裝點(diǎn)直線距離為L(zhǎng)2=65mm。對(duì)比圖2所示平同臺(tái)其他車型的距離可知，前后安裝點(diǎn)距離明顯過(guò)小，且不在同一面上。根據(jù)轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式：M=LF，其中L是轉(zhuǎn)動(dòng)軸到著點(diǎn)力的距離矢量，F(xiàn)是矢量力。根據(jù)手剎的作用機(jī)理，選取手剎前安裝點(diǎn)作受力分析，則后安裝點(diǎn)的摩擦力F對(duì)前安裝點(diǎn)的力矩為M=FL2。施于手剎的力一定時(shí)，M一定的情況下，L2越大，F(xiàn)就越小。F值越小，手剎支架合件的強(qiáng)度和剛度越好。

3 手剎安裝支架合件方案

首先，針對(duì)手剎安裝支架合件剛度問(wèn)題，提出方案1和方案2。

3.1 方案1：在原數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，優(yōu)化支架型面并增加筋條

原結(jié)構(gòu)手剎安裝支架合件主要由安裝支架和支架加強(qiáng)板構(gòu)成，手剎安裝支架材料：BLD-FB-D，厚度t=1.0mm;支架加強(qiáng)板材料：BLC-FB-D，厚度t=1.5mm。由圖3可知，手剎安裝支架型面相對(duì)平整，安裝面剛度弱，見(jiàn)圖4。

3.2 方案2

在支架加強(qiáng)板內(nèi)新增小的加強(qiáng)板，新增加強(qiáng)板材料BLC-FB-D，厚度t=1.5mm。零件重量增加0.2kg，見(jiàn)圖5。

綜合兩個(gè)方案，同時(shí)實(shí)施。

4 手剎安裝支架合件強(qiáng)度和剛度分析

通過(guò)對(duì)方案1、方案2和方案1+2的CAE分析值進(jìn)行對(duì)比可知：3個(gè)方案均能有效改善手剎安裝支架合件的強(qiáng)度和剛度，見(jiàn)圖6。

5 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)手剎安裝支架合件進(jìn)行CAE模擬分析，確定其強(qiáng)度較弱、剛度不足的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)對(duì)比多種不同優(yōu)化方案得出，原始方案不滿足設(shè)計(jì)要求，方案2零件成本高，設(shè)計(jì)過(guò)剩。綜合性能、質(zhì)量和成本考慮，建議采用方案1，既能滿足強(qiáng)度要求，也能滿足手剎使用的剛度要求。

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