基于HyperMesh分析的汽车后导向臂总成优化设计

吴俊龙，杨浩，杨海波

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）



基于HyperMesh分析的汽车后导向臂总成优化设计

吴俊龙，杨浩，杨海波

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘 要：文章是在某车型研发过程中，其后悬挂系统中后导向臂需在原有车型平台上进行借用优化，以降低研发费用及缩短开发周期。在开发过程中发现，其后导向臂拉杆支架强度不能满足现车型设计要求，需对其性能及可靠性进行HyperMesh分析强度模态校核与提升。文章是在现车型载荷下对后导向臂拉杆支架强度及模态进行校核并优化设计。

关键词：后导向臂总成；HyperMesh分析；优化设计；校核

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.03.021

Based on analysis of HyperMesh car guide arm assembly after optimization design

Wu Junlong, Yang Hao, Yang Haibo
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Abstracts: This article is in the process of research and development of a model，Later rear suspension system of rear guide arm use optimization should be carried out on the original platform, In order to reduce development costs and shorten the development cycle.Found in the development process, Then rear guide arm pull rod support strength can not meet the requirement of the designed model, For the performance and reliability modal analysis of HyperMesh strength check and ascend.This article is in the present model under the load to the rear guide arm pull rod support strength and modal test and optimize design.

Keywords:rear guide arm assembly; HyperMesh analysis; optimization design; check

CLC NO.: U462.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)03-64-03

引言

在某车型研发过程中，其后悬挂系统中后导向臂需在原有车型平台上进行借用优化，以降低研发费用及缩短开发周期。在开发过程中发现，其后导向臂拉杆支架强度不能满足现车型设计要求，需对其进行强度模态校核与提升。后导向臂总成示意图如图1所示。

图1　后导向臂总成示意图

1、后导向臂载荷提取

在某车型开发过程中，由于车型载荷分布变动及悬架调校后稳定杆直径从Ø14mm增加至Ø19mm，导致后导向臂总成拉杆支架受力变化；在ADMAS中建立悬架系统运动模型来提取应力值，仿真模型如图2所示。具体力值变化如表1所示。

表1　后导向臂拉杆支架受力变化情况

图2　仿真模型

由以上数据可知，其受力增加到约原来的2.2倍，以下内容为在此基础上进行优化设计。

备注：上述力值为左转弯1.0g工况下提取。

2、网格模型建立

①HyperMesh中建立网格模型，采用3mm网格划分，其中转向节采用四面体网格划分；在后导向臂总成中加载力值。如图3所示。

②对后导向臂网格模型赋予材料属性，材料属性见表2所示。

表2　材料属性

③对后导向臂网格增加厚度属性，各板件厚度如表3所示。

表3　板材厚度

3、HyperMesh中计算处理

①原车型载荷计算结果，如图4所示。

图4　原车型后导向臂载荷分析结果

图5　现车型后导向臂载荷分析结果

由图4可知，最大应力值出现位置在拉杆支架处，且最大应力值为159.7MPa，计算安全系数为：屈服极限/最大应力值=1.6>1.0。原车型设计符合强度要求。

②现车型载荷计算结果，如图5所示。

由如5可知，最大应力值同样出现在拉杆支架处，且最大应力值为363MPa，计算安全系数为：屈服极限/最大应力值=0.7<1.0。现车型设计不符合强度要求。

4、基于HyperMesh分析的优化

将拉杆支架厚度从3mm增加至4mm，同时将材料改为QSTE380（屈服极限为380MPa）；重新分析计算结果如图6所示。

图6　优化设计后计算结果

由如6可知，拉杆支架上最大应力值为235.7MPa，计算安全系数为：屈服极限/最大应力值=1.61>1.0。安全系数与原车型设计基本一致，

现优化设计后后导向臂总成强度符合要求。

5、模态校核

图7　原车型一阶模态图

图8　现车型一阶模态图

对原车型及现车型后导向臂总成进行模态分析，得如表4所示的数据。

表4　一阶模态数据统计

由以上数据可知，现车型后导向臂模态符合要求，故其无需进行优化调整。

6、基于HyperMesh分析的优化结论

根据上述分析结论，后导向臂设计优化如下：

（1）后导向臂拉杆支架厚度从3mm增加至4mm，同时材料更换为QSTE380；

（2）后导向臂总成模态分析符合设计要求，故不作设计变动。

7、试验应用的检验

（1）以上优化件，经过整车3万公里试验考核，满足使用要求；

（2）后导向臂进行模态实测也符合设计要求；

由此可见本文描述的相关优化方法实用可行。

参考文献

[1] 刘惟信.汽车设计.北京:清华大学出版社,2001.

[2] 陈立平.机械系统动力学分析及ADAMS应用教程.北京:清华大学出版社.2005.

作者简介：吴俊龙，就职于安徽江淮汽车股份有限公司。

中图分类号：U462.2

文献标识码：A

文章编号：1671-7988(2016)03-64-03