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基于CAE的汽车转向节轻量化设计

2017-12-07KeeJooKim

汽车文摘 2017年4期
关键词:转向节铸铁轻量化

基于CAE的汽车转向节轻量化设计

转向节是汽车转向系统中的重要零件,其既承载一定的车体质量,又在汽车行驶过程中承受交变载荷和汽车制动时的制动力矩,是确保汽车安全行驶的重要零件之一。目前,大多数转向节的生产主要采用锻造或球墨铸铁铸造两种方法,但这两种方法的缺点都是生产出的产品质量大,且无法生产外形复杂的转向节。

通过使用诸如铝合金的轻质材料可以实现车辆轻量化,对使用不同材料制成的汽车转向节进行动态刚度分析和比较。研究表明,6061铝合金(AA6061-T6)的动刚度比FCD600铸铁的动刚度高约30%。通常,具有高动态刚度的材料也具有优异的抗振性,因为动态刚度可以影响振动特性。为了采用6061铝合金(AA6061-T6)设计更轻更可靠的底盘部件,可以在现有的转向节上增加变截面肋来形成新的转向节形式,再使用计算机辅助设计(CAE)来研究新的转向节可靠性和部件质量。为了验证所设计转向节的可靠性,对优化后的转向节重新划分网格模型,进行刚度分析。由刚度分析结果可知,优化后的转向节可满足设计要求,且质量相对于高强度钢和球墨铸铁材料更轻。采用FCD600铸铁制成的转向节质量为7.12kg,而采用6061铝合金(AA6061-T6)制成的转向节质量为3.58kg,质量减轻了约50%。

刊名:Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society(英)

刊期:2016年第9期

作者:Kee Joo Kim et al

编译:马晓宇

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