应用Abaqus 解决支架断裂问题的研究.PDF

应用Abaqus 解决支架断裂问题的研究 崔宁 （江淮汽车技术中心，安徽合肥230601 ） 摘要：本文应用Abaqus 对某柴油机悬置支架进行有限元分析，观察应力分布，对比支架断裂位 置，评估悬置支架的强度，提出设计优化建议，并对初步优化方案进行分析验证。 关键词：Abaqus ，悬置支架 1 前言 某柴油机前悬置支架在试验过程中曾多次出现断裂，而悬置支架连接着发动机和车身，对行 车安全至关重要，为了解决此问题，有必要对此悬置支架进行强度分析，并在此基础上提出改进 意见，对改进方案加载相同边界条件，检验改进效果。 2 计算方法 本文采用Abaqus 中静力学分析方法来模拟支架受力断裂情况。静力分析过程包括如下几 步：建立模型、分析计算及后处理。 2.1 参数输入 输入参数主要有材料属性，发动机质心位置及各方向惯量，具体数据见表1。 确定发动机质心位置时的坐标系定义如下：以机体后端面和曲轴中心线交点为原点，沿曲 轴中心线从后端到前端为X 轴正向，垂直地面向上为Z 轴正向。 表1 发动机质心位置及各向惯量参数表 输入参数 单位 4 冲程柴油机 质量 kg 209.79 质心位置 mm （228.84，-13.54，107.46） X 方向转动惯量 kg ⋅m2 7.46 Y 方向转动惯量 kg ⋅m2 9.07 Z 方向转动惯量 kg ⋅m2 8.02 用台架实验得到的发动机质心的振动加速度作为载荷，具体如下： 2 ax =116.62m/s ， 2 ay =174.44m/s ， 2 az =162.682m/s 2.2 分析模型的建立 在Abaqus 中创建两个后悬置参考点和质心参考点，将质心与前悬置Coupling 起来，在质 心与两个后悬置的参考点间创建两个刚性弹簧，设定刚度值，用其代替发动机的弹性变形。全约 束两个悬置参考点的六个自由度，同时约束悬置连接板末端的六个平动自由度。计算时建立六个 分析步，将质心加速度按照正负共六个方向加载到模型质心。计算模型示意图如图1 所示。 作者简介：崔宁（1984- ），男，汉族，河北石家庄人，硕士，主要从事发动机振动噪声分析工作。 E-mail ：cuining1220@ 图1 悬置支架静力分析边界条件设置 3 结果分析 1）柴油机前悬置支架在六个方向加速度的作用下的应力值见表2 。 表2 前悬置支架应力值表 方向 应力值（MPa） 方向 应力值（MPa） X 负向 313.6 X 正向 316.2 Y 负向 354.6 Y 正向 354.4 Z 负向 354.5 Z 正向 347.9 2 ） 由表2 前悬置支架承受