abaqus在汽车转向节疲劳仿真分析解析中的应用运用-新.pdf

ABAQUS 在汽车转向节疲劳仿真分析中的应用 姚龙，盛守增，王俊 长城汽车股份有限公司技术中心 河北省汽车工程技术研究中心，河北保定，071000 摘 要：本文应用ABAQUS 软件强大的非线性有限元对汽车转向节进行疲劳仿真分析,分析结果为设计提 供参考。 关键词：ABAQUS；疲劳； Abaqus Application to Fatigue Analysis for Automotive knuckle assembly Yao Long RD Center of Great Wall Motor Company, The Automobile Engineering Technology Research Center of Hebei Province, Bao Ding, 071000 Abstract: In this paper, ABAQUS software is a powerful geometric nonlinearity, material nonlinearity, nonlinear contact the automotive knuckle assembly fatigue analysis, the analysis results provide a reference for the design. Keywords: ABAQUS ；knuckle ；fatigue 1 概述 转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向，转向节的功用 是承受汽车前部载荷，支撑并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的 冲击载荷，因此要求其具有很高的强度。 2 疲劳失效 在动载荷的长期作用下，零部件上局部强度薄弱的区域产生微小裂纹并逐渐扩展，直至突然破坏断 裂，称之为疲劳失效。转向节承受着多变的冲击载荷，是典型的潜在疲劳失效部件。 图1 金属材料疲劳破坏微观图 — 1 — 3 仿真分析 3.1 仿真建模 根据已有的三维CAD 模型，建立转向节的CAE 模型，转向节本体采用四面体实体单元模拟，加载 工装采用六面体实体单元模拟，并考虑接触非线性，采用ABAQUS/Standard 求解器进行分析计算。 侧向力 图2 转向节疲劳分析模型 3.2 加载工况 约束：约束转向节与上下摆臂连接孔位六个方向自由度。 接触：加载工装、转向节本体之间的配合处做接触。 加载：在加载工装模拟滚动半径处垂直于轮胎端面施加载荷，模拟轮胎所受侧向力。 4 仿真分析结果 4.1 应力云图 图3 转向节本体应力云图 分析结果如图3 红色区域位置为转向节应力最集中区域。 — 2 — 4.1 疲劳热点云图 将ABAQUS 计算后得到的obd 文件导入Ncode-ICEflow 软件对转向节进行等幅正弦疲劳加载进行计 算得出疲劳热点。 图4 疲劳分析热点云图 4.3 分析与试验结果对比 分析得到转向节在轮胎侧向力作用下疲劳寿命为 75 万次等幅正弦疲劳加载循环，与试验对比（80 万次）结果较接近，危险点位置也符合实际。 5 结论 利用ABAQUS 强大的非线性求解功能，能够有效开展涉及到几何非线性、材料非线性、接触非线性 的各类仿真分析工作，有效的模拟样品的实际受力情况，在可以充分发挥CAE 仿真分析的作用，从而缩 短开发周期降低开发费用。 参考文献 1. 《Abaqus /standard入门指南》庄茁等译 清华大学出版社，19