基于Hypermesh的板簧悬架模型建立与验证

机 、变速箱 、油箱等载何 的作 川，受力较 为复杂 ，有 限元十 ５ ｌ 犁难 以精准模拟其真 实受 力情况 。相 反，在轻型卡车 部 受
（ １ ） 选取具有便于加载 、 记 录 及 有 限 元 模 犁 建 立 的 悬 架 力情况简单很 多，特别是对于 小带货箱 的二类底盘 ，其小 受 结 构 的 轻 型 卡 底 盘 ，尽 可 能 减 少 其 他 不 明 确 的 载 荷 、 ｌ ＿ ｒ 况 多余 外 载 荷 的作 用 ，便 验 载 倚 的施 加 及确 保 影 响 因素 的 Ｉ 桂 等 崇 对 分 析 『 ｕ ｊ 题ｎ 勺 影响 ；
（ ２ ） 对 轻 型卡 底 盘 进 行 加 载 试验 ， 使其 午 ＝ 架 出现 明显
刖 罱
的塑 性 变 彤 ， 记录 相 关 试 验 数 据 ； ， Ｆ 架 强 度 仃 限 元 分析 过程 ｝ Ｉ ＇ 板 簧 怂 架 模 型 关 重 要 ， （ ３ ） 根据车架 Ｃ Ａ Ｄ 模 型及 约 束 条 件 通 过 Ｈｙ ｐ ｅ ｒ ｍｅ ｓ ｈ建
作者简介 ：徐论意 ，就职于江淮汽车技术中心商用车研究院 。
。
轻
午 的 后悬 架 多 为ｔ 、 削簧 的板 簧 怂架 ，何 刨簧 史
架，其特 点足 Байду номын сангаас荷较 小时，仪 簧］ 作， 载倚达到一‘ 定
徐 论 意 ： 砖 Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｍｅ ｓ ｈ的 极 簧 怂 架 模 型 缱 与 验
Ｉ Ｊ ｑ 边 形 网格 数
按 １ 模型对车架进行逐渐逐级加载： 载荷罱从 １ ０ ０ ０ Ｋ ｇ 开使 ， 增 量 为 ２ ０ ０ ｋ ｇ ，每次 Ｊ Ｊ ｕ 载 后 进 行 释 放 线 倚 ，记 录 尾 梁 离 地 高 度 ， 直 至 加 载 到 尼 梁 能 恢 复 刮 加 载 前 的 高度 为止 ， 说 明此 时 车 架 已发 生 塑 性 变 彤 ， 明 性 变 形 位 置 见 ２ 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌａ ｆ ｍｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ， ｌ ｅ ａ ｆ － ｓ ｐ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ ｖ ｅ ｒ ｙ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｌ ｙ ａ ｆｅ ｃ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ， ｈｅ ｔ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｂ ｙ ｈｅ ｔ ｐ ｒ ｅ — ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｔ ｆ ｗａ ｒ ｅ Ｈｙ ｐ ｅ ｒ ｍｅ ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｈｅ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｓ ｔ — ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ Ｍｓ ｃ ． ｎ ａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ ． Ａｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｉ ｍｅ ，ｔ ｈｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗｉ ｈ ｔ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｄ ａ ｔ ａ ， ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｌ ｅ ａ ｆ － ｓ ｐ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ １ ．
二 ！
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１０ ６ ０ ０ Ｉ ＾ ｅ Ｉ 曲 呻ｐ 口 。 １ ｌ １ ５ Ｉ ０ ０ ０ Ｉ
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图 ３ 网格质量控 制参数
划分 格 的 午 架 模 州 什 节 点 ３ １ ０ ６ ２个． 单元 ２ ９ １ ２ ３个 ，
ｌ ０ ２
值时 ，副簧与副簧支架接 触，副簧开始起作用。为避免副簧 支架受 力对车架 强度 的影 响，本文采 Ｌ ｆ Ｊ 另一种副簧下置 （ ／ ｆ
带 副 簧 支架 ） 的 结 构 。
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０ “ ｌ Ｆ ｄＩ ｌ
在汽车 行驶 过程中，典型的工况包括弯 曲、扭转急刹制
动 和 转 弯 ４种 ＿ ［ 况。 弯 曲工 况 很容 易通 过 施 加验 证 载荷 达 到 ， 且 容 易记 录 载 荷 和 变 形 量 。 综 ｆ 所 述 ， 本 文选 取 副 簧 下 置 的 后 悬 架 为 研 究 对 象 ，通 过 对 车 架尾 梁施 加 集 中 载 荷 ， 使 车 架 … 现 弯 曲变 形 ，具 体 理 论 模 型 示 意 见 Ｉ 。
１ 、轻 型卡车底 盘的选取及加载试验
轻 型 卡 ‘ 股 为 两轴 结构 ，具 有 前 怂 架 和 后 怂 架 。 由 Ｊ
件建 有限 ＿ 冗模 利计算，刈 比分析结果与试 验数 的吻合 轻
群 度 ， 为 以后 架 强 度 分 析 提 供 参考 。 分析流程如 卜 ：
牟 部及 中部承受 驾驶室 、驾驶 贝、剐铝驶 员、发动
图 ２ 塑 性 变 形 位 置
２ 、 有 限 元 模 型 建 立
２ ． １ 网格 划 分 ２ ． ３悬架模拟
图 ４ 铆钉 连接模 拟方式
该下架为典型的边梁』 ＾ ＝ 车架 ，车架纵梁和横梁均有薄板
件 冲 乐 成 型 ，其 长 度 远 火 于 厚 度 ， 可 以采 用 壳 单 元 来 模 拟 。 车架 Ｃ Ａ Ｄ 数 模 ＵＧ Ｎ Ｘ６ ． ０ 中 建 立 ， 由于 Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｗｏ ｒ ｋ ｓ埘
乓 Ｉ 】 Ｉ 】 ｑ 边彤 元 ２ ７ ８ ７ ０个。 二角形 单 ． 无 １ ２ ５ ３个， 二角形 单７
：
总单 的 比例 为 ４ ＿ ３ 。 格 质 黾 表 １ 。
表 １ 网 格 质 量 网格 质量 项 ｆ ＝ １ 值 ２ ７ ８ ７ ０
图 １ 理 论 模 型 示 意 图
一
直 无 人探 讨 。
笔 者 以． 任 职 单位 的 某 款 轻 犁 卡 车 底 盘 为 研 究 对 象 进 行 实
物加载试验 ，基。 － 车架 Ｃ ＡＤ 模犁和板簧恳架相关零部件的
性 能 参 数 ， 综 介 利 Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｍｅ ｓ ｈ ，Ｍｓ ｃ ． ｎ ａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ有 限 冗 分 析 软
汽 测 试 验
川 技 术
２ ０ １ ５ 年 １ ｊ ｝ 』 Ｊ
２Ｏ１ ５ Ｎ０．１
ＡＵＴＯＭＯＢ Ｉ ＬＥ ＡＰＰＬＩＥＤ ＴＥＣ｝ ｛ ＮＯＬＯＧＹ
基于 Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｍｅ ｓ ｈ的板簧悬架模 型建立与验证
徐 论 意
（ 安 徽 江 淮 汽 车 股 份 有 限 公 司 ， 安 徽 合肥 ２ ３ ０ ６ ０ １ ）
Ｅｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈｍｅ ｎ ｔ ａ ｎｄ ｖｅ ｒ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｌ ｅ ａ ｆ － ｓ ｐｒ ｉ ｎｇ ｓ ｕ ｓ ｐｅ ｎｓ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄｅ ｌ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｈｙ ｐｅ ｒ ｍｅ ｓ ｈ
ＸＵ Ｌｕ ｎ ｙ ｉ （ Ａｎ ｈ ｕ ｉ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ・ Ｈｕ ａ ｉ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｃｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ， Ａｎ ｈ ｕ ｉ Ｈｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ６ ０ １、
摘 要 ：在 车架 强度分析过程 中，板簧悬架模型 的至关重要 ，其直接影 响分析结果 的准确性 。本文利用前处理软件 Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｍｅ ｓ ｈ建立有 限元模 型，后处理软件 Ｍｓ ｃ ． ｎ ａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ计算 出结果 。同时将计算 结果 与试验数据作对 比，证 明了板 簧悬架模型 的合理性 。 关键词 ：车架 ；板簧悬架 ；有限元 中图分类号 ：Ｕ ４ ６ ３ ． ８ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ １ — ７ ９ ８ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ — １ Ｏ １ 一 Ｏ ３
『 ｆ 】 形 网格数 ＆
形 网格 比 例 错 误 网格 数 酸
Ｃｏ ｍｐ ． ＱＩ 优
１ ２ ５ ３
４ － ３ ％ ０
０ ． Ｏ ６
记录下城荷为 ｌ ８ ０ ０ Ｋ ｇ ，尾 梁 竖 直 位 移 为 ４ ７ ｍｍ。
２ ． ２ 连接 方式 处 理 ｉ 各 横 干 ｕ 纵 梁 通 过 铆 接 连 接 ．采 用 方 使 、 快捷 的 点 对点的 ｒ ｂ ｅ ２ 连接 Ｈ １ ］ ｒ ｈ ｅ ２将 网 孔 中 心 的 主节 点和 网孔 周 用 ６ 个从节点连接起来．再删 ｒ ｂ ｅ ２单 元 连 接 ｌ 下两圆孔的中心 ， 具 体 铆接 连接 模 拟 疗式 见 ４ 。
轻 型卡车底盘的后 悬架具体的连接 方式 为，板 簧前端
定 午 架 的板 簧 定 支 架 Ｌ，板 簧 后 端通 过板 簧 吊 耳 与 车架 ｆ 的 极 簧 吊耳 支架 连 接 。为 研 究 方 便 ，在 板 簧 前 后 安 装 点
Ｉ ＧＥ Ｓ格式导 人效果较好 ，故将模型转换 为 Ｉ ＧＥ Ｓ格式。采辟 』 点来模拟 ，并通过 ｒ ｂ ｅ ２将该 点与 架 ｌ ： 相应的铆接孔连接 。 Ｈｙ ｐ ｅ ｒ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 中的 Ｂ ａ ｔ ｃ ｈ Ｍｅ ｓ ｈ ｅ ｒ 对Ｉ ＧＥ Ｓ文件进行中性面抽取 将 扳 簧 简 化 成 Ｃ Ｂ Ｕ Ｓ Ｈ［ ，分 别 与 模 拟 点 连 接 。
Ｋｅ ｙＷ ｏｒ ｄｓ ：ｆ ｒａ ｍ ｅ； ｌ ｅ ａ ｆ － ｓ ｐｒ ｉ ｎｇ ｓ ｕｓ ｐｅ ｎｓ ｉ ｏｎ；ｆ ｉｎｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎｔ
Ｃ Ｌ Ｃ ＮＯ． ： Ｕ ４ ６ ３ ． ８ Ｄｏ ｃ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｃ ｏ ｄ ｅ ： Ａ Ａｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｉ Ｄ： １ ６ ７ １ － ７ ９ ８ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ － １ ０ １ — ０ ３
其 九 接 火 系 到 乍 架 强嫂 分 析 的 准 确 性 。
种 文 献 中 ， 板 簧
● 何 限元模型 ，利用 Ｍｓ ｃ ． ｎ ａ ｓ ｒ ｔ ａ ｎ计算得 ｝ ¨ 论数据 ；
（ ４ ）对 Ｃ Ａ Ｅ分 析 结 果和 试验 数 据 进 行 对 比 分析 ，得
结论 。
悬 架 的 模 被 Ｊ 泛 使 用 ， 但 其 模 是 含 能够 与 实 际 相 符 合 ，
Ｉ １ ０ ０ ０ Ｉ Ｉ ２ ０ ０ ０ ０ ｌ Ｉ ５ ０ ０ ０ ｌ Ｎ 酗 ｔ Ｆ ６ ｎ ｌ １ ５ ０ 叫Ｈ ｌ １ ４ ０ ０ ０ ０ ｌ Ｉ ４ ０ ０ ０ ０ Ｉ Ｉ １ ２ ０ ０ ０ ０ ｌ ３ ｌ ０ Ｉ Ｉ． ０ ０ ∞Ｉ Ｎ