基于HyperWorks的某轻型汽车前桥有限元分析及疲劳寿命预测

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1、第2期机械设计与制造2013年2月MachineryDesign&Manufacture97基于HyperWorks的某轻型汽车前桥有限元分析及疲劳寿命预测孔振海，王良模，荣如松，王国林，宋怀兰(1．南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094；2．南京依维柯汽车有限公司，江苏南京210028)摘要：前桥是连接车身与车轮的重要部件，其强度是否可靠直接决定整车的安全性。应用CAE分析方法对某轻型汽车前桥进行有限元分析和疲劳寿命分析。将前桥的三维实体模型进行简化，导入Hypermesh中建立以CHEXA和CTETRA为基本单元的有限元模型，利用具

2、有梁属性的bar单元模拟主销连接，并以RADIOSS为求解器进行前桥的强度和疲劳分析。结果表明，前桥在四种典型工况下最大应力均未超过材料屈服强度，其最低疲劳寿命为99-4万次，满足疲劳寿命的要求。验证了设计的合理性。关键词：前桥；Hypermesh；RADIOSS；有限元；疲劳寿命中图分类号：TH16；U463．1；U469．21文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)02—0097—04FiniteElementAnalysisandPredictiononFatigueLifeofFrontAxleofalightVehicl

3、eBasedOiqHyperWorksKONGZhen—Hail,WANGLiang-Mo．RONGRu-song2,WANGGuo-lin2,SONGHuai-lan(1．SchoolofMechanicalEngineering，NamingUniversityofScienceandTechnology，JiangsuNaming210094，China；2．NamingIVECOAutomobileCompanyLtd，JiangsuNanjing210028，China)Abstract：Frontaxleisoneoftheimpo

4、rtantcomponentswhichisconnectedwithboandwheels．Itsintensityreliablitydecidesthevehiclesafety．Finiteelementana!ysisonthefrontaxleofalightvehiclebyCAEmethodWaScarriedouthere．TheFEAmodeloffrontaxleW(718establishedbytakingCHEXAandCTETRAOSbasicunitsaftermodelWassimplifedandimport

5、edtoHypermesh．TheknucklepinWassimulatedbybareleit~entwhichhadb'eamproperty．AndysisoffourtypicalworkingconditionswerecarriedoutbyusingRADIOSSassolver．Theresultsshowthatthemaximumstressofthefrontaxlearenomorethanmaterialyieldstrengthinfourconditions，anditsminimumfatiguezis994，

6、000timeswhwhsatisfiesthefatiguerequirements，andalsoverifesthedesigniscorrect．KeyWords：FrontAxle；Hypermesh；RADIOSS；FiniteElementAnalysis；FatigueLife命预测对汽车的承载能力和安全可靠性具有重要意义。1引言基于CAD／CAE一体化技术，对某轻型汽车前桥进行有限前桥是汽车上连接车身与车轮的重要部件。它主要承受悬元静强度分析和疲劳寿命分析，为该产品的开发和优化提供技术架传来的垂直载荷，同时又承受车轮传来的制动

7、力及侧滑扭矩，支撑。因此对其强度，抗冲击性，疲劳强度及可靠性方面都有很高的要2前桥有限元模型的建立求。同时对汽车的可靠性以及汽车的行驶性能如动力性、经济性、某轻型汽车前桥的前轴和转向节材料都为40Cr，弹性模量平顺性等有直接影响。因此，对前桥进行强度分析十分有必要_l】。E=2，06xlOMPa，泊松比肚=0．28，许用应力780MPa，屈服极限疲劳寿命是汽车零部件的主要设计目标之一。引起结构疲920MPa。前桥相关参数，如表1所示。劳失效的交变载荷的峰值往往远远低于静态断裂分析估算出来表1某轻型汽车前桥相关参数的“安全”载荷口。因此，承受交变

8、载荷的零部件的疲劳强度和寿Tab．1TheParametersoftheFront命预测是汽车生产企业迫切需要解决的问题。作为底盘重要的承Axleof