基于GAP单元的车架有限元分析 - 江苏大学.PDF

维普资讯 基于 GAP单元的车架有限元分析 王 国林 ，张 建，王启唐 ，朱茂桃 (江苏大学 汽车与交通工程学院，江苏镇江 212013) 摘要：利用Hyperworks软件对某重型货车车架进行了有限元分析，研究了采用GAP单元模拟车架 钢结构之间接触的方法，并采用壳单元离散车架纵梁和横梁、多点约束单元(MPC)模拟铆钉和螺 栓的传力、以及梁单元和弹簧单元模拟前后悬架．对比了利用GAP单元和等效实体单元来模拟接 触以及不考虑接触的3种建模方法，分析了该车架的弯曲工况，并对计算结果进行了试验验证．分 析结果表明：GAP单元能够有效地模拟车架各层钢结构之间的接触，提高车架有限元分析精度和 分析效率，从而为重型货车车架有限元分析提供 了一种有效方法． 关键词：重型货车；车架；有限元分析；GAP单元；Hyperworks软件 中图分类号：U463．32 文献标志码 ：A 文章编号：1671—7775(2008)03—0206—04 Finiteelementanalysisforvehicleframebased onGAP elements WANGGuo—lin，ZHANGJian，WANGQi—tang，ZHUMao—tao (SchoolofAutomobileandTrafficEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjlang，Jiangsu212013，China) Abstract：Finiteelementanalysis(FEA)wascarriedoutontheframeofaheavydutytruckbyusingHy— perworkssoftwareinconditionsofbend．GAPelementswereusedtosimulatethecontactbetweenbeams， shellelementswereusedtosimulatelongitudinalandtransversebeams，multi—pointconstraint(MPC) elementswereusedtosimulaterivetsandbolts，androdelementsandspringelementswereusedtosimu— latefrontandrearsuspensions．ThreeFEA modelingmethods，usingGAPelementsandequivalentbrick elementstosimulatecontactbetweenbeamswithoutconsideringcontacteffect，wereusedforstressanaly— sis．Stressmeasurementexperimentinconditionsofbendwasconductedofrprovingthevalidityofthe modelingmethod．TheexperimentalresultsagreewellwiththeFEM analysis． Keywords：heavydutytruck；vehicleframe；finiteelementanalysis；GAPelements； Hyperworkssoftware 汽车车架是发动机、底盘、车身各总成及专用车 触是车架有限元分析的重点和难点 ．早期的做 专用设施的安装基础和关键承载部件．基于有限单 法是将车架作为一个整体零件来处理．这样处理与 元法的车架设计，可以在设计阶段对车架的力学性 实际情况相比，有较大的误差，在计算上大大地增加 能进行计算 、分析及预测，对多种设计方案进行评 了整个车架结构的刚性 ¨，．目前大多采用某种等 估，从而为车架结构的设计和改