3 动应力分析方法精度验证
利用有限元惯性释放方法验证动应力分析方法精度。通过整车虚拟路面仿真提取每个路面出现最大应力时刻转向节各安装点载荷，作为四种分析工况，在有限元软件Nastran中对转向节进行惯性释放CAE分析，求解四种工况下转向节应力，FEA惯性释放模型如图4所示。
图4 FEA惯性释放模型
有限元惯性释放与整车仿真模态综合法应力幅值对比结果如表3所示。
表3 有限元惯性释放与整车仿真模态综合法应力幅值对比结果
由表3中有限元惯性释放仿真结果与柔性体整车虚拟路面仿真分析直接读取应力对比结果可知，两种仿真方法获得转向节应力幅值及分布完全一致，故可认为整车虚拟路面仿真分析中模态综合法所得转向节动态应力与有限元方法精度相当，能够用于评判结构强度。
4 试验验证
在转向节表面粘贴应变片，由于各路段转向节最大应力位置处不易贴片，故选用较平整位置进行贴片，在后悬转向节贴有四个应变片，编号为1号-4号。采集转向节贴片处应变曲线，通过计算获取转向节各路段贴片处最大应力，并与整车虚拟路面仿真获取的各路段贴片位置处应力最大值进行对比，对比结果如表4所示。由于1号应变片与3号应变片部位试验应力结果小于30MPa，对比结果表中不做体现；此外点坑路工况试验危险度较高，出于车辆及人员安全考虑，未进行该路况试验。
由表4对比结果可知，三种路况下仿真与试验结果应力幅值最多相差6MPa，且差异均在14%以内，验证了模型搭建以及仿真方法的准确性。考虑到仿真与试验差异，将虚拟试验场动应力分析所得最大应力203MPa上浮14%后为231MPa，仍小于转向节材料屈服极限，故认为结构设计满足恶劣路况行驶强度要求。
表4 仿真与试验贴片处应力最大值对比结果部位
5 结论
(1)利用整车刚柔耦合模型，仿真计算出车辆在坏路上行驶时转向节应力，结果显示各工况下转向节应力幅值均小于其屈服强度，转向节不存在强度破坏风险，仿真分析结果为转向节设计提供支持。
(2)提取最大应力时刻转向节各安装点载荷，在有限元模型中进行惯性释放分析，计算各工况应力结果与整车仿真柔性体直接提取应力结果一致，验证模态综合法动应力分析的准确性。
(3)通过贴应变片进行实车道路试验，仿真与试验结果差异在14%以准确性，虽未采集点坑路工况下转向节应力，但基于其他工况仿真精度来看，点坑路况时结构可满足强度设计要求，其结果可作为考察转向节应力性能依据。
(4)转向节失效形式不仅包括强度破坏还有可能疲劳失效，除动应力分析外，整车虚拟试验场仿真方法还可提取结构各安装点动态载荷作为疲劳计算输入，从而达到零部件性能提前验证，缩短整车开发周期。
