基于某重卡駕駛室懸置制動(dòng)工況分析方案研究

周宗昊，賀洋洋，丁介然，李 慧，張 明，王 瓊

（陜西萬(wàn)方汽車零部件有限公司，陜西 西安 710200）

引言

有限元分析越來(lái)越多地被應(yīng)用到產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)中，作用于X方向的2.5 g制動(dòng)工況是駕駛室懸置CAE分析的重要工況[1-2]。新產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要進(jìn)行對(duì)單個(gè)子件多版本的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，但由于駕駛室懸置整體動(dòng)態(tài)分析建模時(shí)間長(zhǎng)且計(jì)算速度較慢，從而導(dǎo)致研發(fā)效率降低。為提升研發(fā)效率，新的建模方案顯得十分有必要。圖1為某重卡駕駛室懸置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖1 某重卡駕駛室懸置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1 受力分析及有限元建模

首先對(duì)駕駛室懸置簡(jiǎn)化，如下圖2所示。

圖2 制動(dòng)力施加到前后懸簡(jiǎn)圖

駕駛室懸置受到駕駛室X方向2.5 g的制動(dòng)加速度，并施加到前、后懸上。將前、后懸所受制動(dòng)力分配到單側(cè)，做模型簡(jiǎn)化，如下圖3所示。

圖3 制動(dòng)力分配到單側(cè)（y，z平面）

制動(dòng)工況時(shí)搖臂受載荷等于上托架約束端受載荷的反作用力。力學(xué)分析簡(jiǎn)圖如下圖4所示。

圖4 上托架受力分析

通過(guò)計(jì)算（計(jì)算過(guò)程略）各參數(shù)，結(jié)果如下表1所示：

表1 各參數(shù)計(jì)算結(jié)果

各子件受力、扭矩計(jì)算完成后，搭建有限元模型，如下圖5所示。

圖5 關(guān)注件各件有限元模型

2 分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)

以駕駛室懸置整體制動(dòng)工況動(dòng)態(tài)分析結(jié)果為參考，對(duì)比子件靜態(tài)拆分分析和動(dòng)態(tài)分析結(jié)果如下圖6所示。

圖6 兩種分析結(jié)果各關(guān)注件應(yīng)力對(duì)比

統(tǒng)計(jì)圖 6中兩種分析方法風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)數(shù)量，如下表 2所示。

表2 各關(guān)注件靜態(tài)拆分分析和整體動(dòng)態(tài)分析應(yīng)力集中點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

由上表可以看出，制動(dòng)工況中靜態(tài)拆分分析各關(guān)注件應(yīng)力集中處數(shù)量所占動(dòng)態(tài)整體分析關(guān)注件應(yīng)力集中處數(shù)量比例均較高，故此法可適用于新開發(fā)駕駛室懸置初期快速尋找風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)中。

3 總結(jié)

有限元分析越來(lái)越多地被應(yīng)用到產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)中，作用于X方向的2.5 g制動(dòng)工況是駕駛室懸置CAE分析的重要工況。新產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要進(jìn)行對(duì)單個(gè)子件多版本的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，但由于駕駛室懸置整體動(dòng)態(tài)分析建模時(shí)間長(zhǎng)且計(jì)算速度較慢，從而導(dǎo)致研發(fā)效率降低。為提升研發(fā)效率，本文針對(duì)某重卡駕駛室懸置制動(dòng)工況建模為例，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)拆分分析，通過(guò)對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，此方案可以提升產(chǎn)品研發(fā)效率。