基于ANSYS软件对某重型汽车板簧固定支架进行优化设计

邹 衍

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

板簧固定是重型汽车悬架系统中的一个重要组成部件，它在汽车悬架中起承载作用，受力较大，如果板簧固定支架的强度不能满足使用要求，会使悬架系统承载能力失效，影响车辆行车安全[1]。

此外，随着科技的不断发展，重型汽车轻量化也越来越重要。因此，板簧固定支架需在保证强度满足要求的前提下，尽可能的做到轻量化。

本文基于 ANSYS软件对板簧固定支架进行有限元分析，并进行优化设计，使板簧固定支架在满足使用强度要求的同时达到轻量化。

1 使用工况

图1 板簧固定支架安装示意图

某重型汽车板簧固定支架的装配示意图如下，该件使用板簧悬架中，支架开档与板簧相连，垂直面通过紧固件与车架大梁相连[2]。图示支架装配在车架纵梁上，通过M14的螺栓固定。

2 静力工况设定

分析时将支架与大梁连接，固定约束车架大梁周边，装配板簧的开档处施加载荷：

工况一：方向向上、向前，各施加30000N。

工况二：方向向上、向左，各施加30000N。

工况三：复合工况，三个方向各施加30000N。

图2 静力工况设定

3 疲劳工况设定

分析时固定与大梁连接的装配面以及3×Ф12.5孔与2×Ф12.5孔，装配板簧的开档处施加竖直方向载荷，按正弦曲线变化，峰值为最大60000N，最小30000N，设计寿命1×107次。

图3 疲劳工况设定

4 结构优化

图4 结构优化

5 有限元分析

5.1 静力计算

图5 静力计算—工况一

图6 静力计算—工况二

图7 静力计算—工况三

5.2 疲劳分析

图8 疲劳寿命对比

图9 疲劳安全系数对比

6 分析结果

表1 静力分析结果对比

表2 疲劳分析结果对比

7 结论

（1）静载工况下，优化后结构最大应力大于原结构，但采用了更高性能材料，安全系数更高，强度性能更好。

（2）疲劳工况下，优化前后结构均预测不会发生疲劳失效，疲劳寿命均达到1×107次。

（3）综上，该优化结构可以满足设计及装车使用。

[1] 王望予.汽车设计;机械工业出版社,2003.

[2] 申晋宪,王铁.载货汽车总体设计分析,中国标准出版社,2013.