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基于MotionView整车虚拟试验场仿真的后转向节强度分析

2017/9/19    来源:互联网    作者:徐新新  宋峰  王瑞锋      
关键字:MotionView  虚拟试验场仿真  强度分析  
本文利用MotionView多体动力学软件建立整车刚柔耦合模型,通过整车虚拟路面仿真,提取仿真过程中转向节最大应力,评判转向节强度性能,最后通过与转向节贴片试验进行应力对比,验证仿真方法的准确性。

    0 引言

    转向节作为底盘重要构件,连接着车轮以及悬架总成,不仅承受着地面对车轮的垂向冲击,并且承受着车辆转弯或制动时产生的横向纵向力以及力矩,因此转向节的强度性能直接影响汽车行驶的安全和可靠性。传统的转向节强度分析分析方法主要通过静态工况进行仿真分析,但静态工况加载比较单一,难以复现汽车在坏路上行驶转向节真实受力情况。可利用MotionView多体动力学软件建立整车刚柔耦合模型,通过整车虚拟路面仿真,提取仿真过程中转向节最大应力,评判转向节强度性能,最后通过与转向节贴片试验进行应力对比,验证仿真方法的准确性。

    1 模型定义

    1.1 转向节柔性体生成

    使用MotionView软件中FlexTools模块,根据转向节bdf格式有限元模型,选用Craig-Bamp-ton模态综合法,并设置输出转向节应力应变信息,生成h3d格式的转向节柔性体文件,生成界面及柔性体模型如图1所示。

    1

    1.2 整车模型搭建

    在MotionView软件中建立整车模型[1],包括itj、后悬架系统,转向系统、车身、动力总成和轮胎。在建模过程中要保证衬套、减振器、弹簧以及限位块等弹性元件特性及整车质量质心等参数与实测值一致,并根据轮胎的力学特性数据拟合轮胎模型[2],最后将整车模型中转向节的刚体模型替换为柔性体。建立的整车刚柔耦合模型如图2所示。

    2

    图2 整车多体动力学模型

    1.3 路面模型搭建

    使用等效容积法在有限元软件中对比利时路、鱼鳞坑路、圆饼路和点坑路进行建模,并转换为rdf格式虚拟试验场路面文件,建立的路面模型如图3所示。

    3

    图3 虚拟路面模型

    2 整车虚拟试验场仿真

    2.1 工况选取及车速设置

    工况选取及车速设置如表1所示。

    表1 仿真工况

    4

    2.2 仿真结果

    通过整车虚拟路面仿真可输出转向节各时刻最大应力随时间变化曲线及最大应力时刻转向节应力云图,如表2所示。

    表2 转向节最大应力随时间变化曲线及最大应力时刻应力云图

    5

    由表2仿真结果可知,在点坑路工况下,转向节出现最大应力203MPa,小于转向节材料屈服极限,满足强度设计要求。

责任编辑:张纯子
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