1 前言
汽车行李架是安装在车身顶部,用于安全、方便的固定行李的支撑架,常用于自驾旅游,它能承载行李箱放不下的东西,比如体积大的行李、自行车等,不过,设计时它不能超过行李架的设计承重30-50公斤;同时它也起到了装饰、美观的作用。所以在汽车设计开发阶段,对车型的行李架进行必要的强度校核,在保证美观的同时,确保行李架的结构设计满足强度要求。
2 有限元模型的建立
2.1 网格划分
为了保留小的结构特征,行李架本体、支架及螺栓模型用1mm划分四面体网格,确保计算精度,所有网格使用二阶单元,并在一些局部区域对网格进行细化以防止接触过程中发生穿透,如下图1。
图1 网格模型
由于采用的网格较小,单元数和节点数较多,增加了计算时间。节点数和单元数见表1,行李架模型如图2。
表1 模型的节点数和单元数
图2 行李架模型
2.2 材料与属性
行李架本体材料为6060 T64,支座为压铸铝块,材料为AlSi10Mg,为使计算效率提高并使计算结果精确度较高,尽可能与实际相符,行李架本体和支座使用弹塑性材料,螺栓使用弹性材料。
使用的材料参数如下表2:
表2 材料参数
2.3 预紧力及接触的设置
为了使受力更均匀并符合实际情况,在HyperMesh软件中设置面与面的接触,行李架本体与螺帽之间和行李架本体与支座之间分别设置接触,如图3所示。
图3 接触设置
同时要考虑螺栓预紧力,本文螺栓预紧力为8KN,在HyperMesh创建预紧截面,并施加预紧力。
图4 预紧力