3 改进方案
通过变形图可知,车架纵梁上剪力和扭矩分布不均匀,大量的载荷主要集中在中间。从设计的安全性及设计的优化方面考虑,应该重新考虑横梁的布局,并在适当的位置增设加强筋。从ANSYS系统分析出的车架变形动画看,车架的第三到第五横梁之间纵梁受的扭转力最大,这个部位也是支撑汽车后桥的主要承载点,即该部位的刚性直接影响汽车的安全性、承载性、行驶平稳性。所以,汽车设计人员首先应该考虑该部位的抗扭性能,比如在这两根横梁之间另加一横梁,会极大地提高汽车车架的整体刚性。同时第二到第三根横梁之间的变形也会相应减小。改进方案后的车架
模型如图7所示。
图7 改进设计后的车架
4 结论
利用ANSYS分析软件,在合理简化模型,正确施加载荷与约束的情况下,可以快速并深入地对车架结构进行分析。此外也可以在合理限定条件下,对不同方案的结构进行分析,用计算机求得的应力值进行比较,对方案进行优化并作出评价。
加大横梁间距可降低约束扭转正应力,但纵梁的扭转变形加大。通过以上计算,应力远远小于许用应力,所以应调整第3~5横梁之间的间距,并增加横梁,这样既可满足扭转正应力的要求,又可减小纵梁的扭转变形。
使用有限元分析方法对汽车车架进行刚度分析是未来车架优化设计的主要方法,根据对现有车架结构的分析可以找出车架刚度的薄弱部位,为改进设计提供重要参考依据,从而提高新设计汽车的安全性、稳定性和可靠性。