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某SUV车型工装样车摆臂结构开裂问题优化分析

2013/7/20    来源:Altair    作者:李芹英  沙大亮  黄永旺  王华      
关键字:摆臂结构优化分析  HyperStudy  HyperMorph  
本文针对某款SUV车型工装样车襄阳试验场可靠性道路试验摆臂结构开裂问题,首先根据多体动力学模型输出的摆臂在各个极限工况下的受力情况对开裂摆臂进行强度和疲劳分析,使问题再现;在此基础上应用HyperMorph和HyperStudy优化模块对需要优化的几何结构进行优化,找到最佳的基于强度的优化几何尺寸,快速有效的解决工程验证中出现的实际问题。

1 开裂问题描述

    某SUV车型工装样车襄阳可靠性道路试验中,出现摆臂下盖板焊缝处出现开裂,如图1所示。开裂区域满足材料要求、焊接质量要求,初步诊断为下盖板结构尺寸不到位,在某一极限工况下引起焊缝处应力集中,导致疲劳耐久问题引起的开裂。为了快速有效的解决这一工程实际中的开裂问题,首先应用多体动力学模型进行极限工况的仿真,输出各极限工况下摆臂三个接附点的受力情况,根据摆臂的受力情况对摆臂进行强度分析、焊缝疲劳分析、刚度分析,确定引起开裂的工况以及原因,使工程实际问题在CAE仿真中再现,由于后期出现的问题涉及到开模、时间周期等问题,最后决定通过优化下盖板与上盖板的连接尺寸进行开裂问题优化,应用HyperMorph和HyperStudy模块对下盖板进行基于摆臂的强度、刚度为目标的优化,最后对优化后的下盖板工程数据进行强度、刚度、疲劳的验证分析,快速有效的解决了这一开裂问题。

某SUV车型摆臂开裂情况

    图1 某SUV车型摆臂开裂情况

2 整车多体动力学分析

    本次分析多体动力学模型包括前悬架系统、动力总成系统、转向系统、稳定杆、后悬架系统以及车体,其中车体为刚体,动力总成简化为具有转动惯量的集中质量,悬架系统弹簧、衬套以及缓冲块的刚度以及阻尼都是实际样车测得的数据。根据样车襄阳实际道路可靠性试验情况输出摆臂典型的三个极限工况下的载荷,极限工况主要有颠簸工况、转弯工况、制动工况,各个极限工况的载荷见表1。

    表1 某SUV车型各极限工况下的载荷

某SUV车型各极限工况下的载荷
某SUV车型各极限工况下的载荷

责任编辑:程玥
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