某型越野車后橫向拉桿結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及分析
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摘要：針對(duì)某型越野車后橫向拉桿結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)需求，運(yùn)用CAD技術(shù)建立了改進(jìn)前、后三維實(shí)體模型，利用CAE技術(shù)建立了兩種結(jié)構(gòu)的有限元分析模型，并對(duì)其在同等載荷情況下的受力進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了優(yōu)化設(shè)計(jì)的合理性及有效性。
關(guān)鍵詞：后橫向拉桿；優(yōu)化設(shè)計(jì)；有限元分析；Hyperworks
1 設(shè)計(jì)及分析的實(shí)現(xiàn)方法
利用CAD三維軟件建立改進(jìn)前與改進(jìn)后兩種結(jié)構(gòu)后橫向拉桿的三維實(shí)體模型，通過借口程序進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化后，導(dǎo)入Hyperworks10.0軟件中進(jìn)行有限元建模等前處理工作，并直接采用Hyperworks10.0中的Optistruct模塊進(jìn)行求解和有限元后處理工作。通過施加同等載荷對(duì)兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)和材料的后橫向拉桿進(jìn)行對(duì)比分析，獲得改進(jìn)后的后橫向拉桿結(jié)構(gòu)是否能滿足整車性能要求的相關(guān)信息。
在這里值得一提的是有限元前處理中CAD技術(shù)的運(yùn)用。在機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析前處理中，利用有限元軟件的建模功能，雖然可以建立三維實(shí)體模型，但需要占用較多的工作量。因此，我們是通過CAD軟件來實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的三維實(shí)體建模，并且為了便于進(jìn)行有限元分析時(shí)網(wǎng)格的劃分，在三維實(shí)體建模過程，我們可忽略一些細(xì)微結(jié)構(gòu)對(duì)整體分析的影響。
2 后橫向拉桿三維幾何模型的建立
2.1 現(xiàn)用結(jié)構(gòu)分析及建模
根據(jù)汽車廠提供的現(xiàn)用結(jié)構(gòu)后橫向拉桿(如圖1)二維圖紙資料，我們可以看出，現(xiàn)用結(jié)構(gòu)中，拉桿主體是一材質(zhì)為20#、直徑為Φ25.4mm、壁厚2.9mm的無縫鋼管。鋼管一段焊接有套管，其中壓裝有橡膠襯套；另一端連接球銷接頭，并通過鉚接方式固定其上。這種結(jié)構(gòu)雖然在使用過程中尚未出現(xiàn)斷裂等不良事故。但從其結(jié)構(gòu)本身來講，影響總成強(qiáng)度及使用性能的因素較多。不僅僅有鋼管自身的強(qiáng)度，還包括套管的焊接強(qiáng)度、球銷接頭的鉚接強(qiáng)度等等。同時(shí)，正如眾多消費(fèi)者反饋的一樣，該結(jié)構(gòu)常見于低端車型，在中高端車型上較為少見，確實(shí)有改進(jìn)的必要。
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