ABAQUS在汽車轉向節(jié)疲勞仿真分析中的應用

1、ABAQUS在汽車轉向節(jié)疲勞仿真分析中的應用姚龍，盛守增，王俊長城汽車股份有限公司技術中心 河北省汽車工程技術研究中心，河北保定，071000摘要：本文應用ABAQUS軟件強大的非線性有限元對汽車轉向節(jié)進行疲勞仿真分 析，分析結果為設計提供參考。關鍵詞：ABAQUS ；疲勞；Abaqus Application to Fatigue Analysisfor Automotive knuckle assemblyYao LongR&D Center of Great Wall Motor Company, The Automobile EngineeringTech no logy &a

2、mp; Research Center ofHebei Province, Bao Ding, 071000Abstract: In this paper, ABAQUS software is a powerful geometric nonlinearity, material nonlinearity, nonlinear contact the automotive knuckle assembly fatigue analysis, the analysis results provide a reference for the design.Keywords: ABAQUS ； k

3、nuckle ； fatigue1概述轉向節(jié)是汽車轉向橋上的主要零件之一，能夠使汽車穩(wěn)定行駛并靈敏傳遞行駛方向，轉向節(jié)的功用是承受汽車前部載荷，支撐并帶動前輪繞主銷轉動而使汽車轉 向。在汽車行 駛狀態(tài)下，它承受著多變的沖擊載荷，因此要求其具有很高的強度。2疲勞失效在動載荷的長期作用下，零部件上局部強度薄弱的區(qū)域產(chǎn)生微小裂紋并逐漸擴展，直 至突然破壞斷裂，稱之為疲勞失效。轉向節(jié)承受著多變的沖擊載荷，是典型的潛在疲勞失 效部件。圖1金屬材料疲勞破壞微觀圖CKIruiE«ioni(Ron: fAtonl clip brand)3仿真分析 3.1仿真建模根據(jù)已有的三維CAD模型，建立轉向節(jié)的

4、CAE模型，轉向節(jié)本體采用四面 體實體單 元模擬，加載工裝采用六面體實體單元模擬，并考慮接觸非線性，采用 ABAQUS/Standard求解器進行分析計算。圖2轉向節(jié)疲勞分析模型3.2加載工況約束：約束轉向節(jié)與上下擺臂連接孔位六個方向自由度。接觸：加載工裝、轉向節(jié)本體之間的配合處做接觸。加載：在加載工裝模擬滾動半徑處垂直于輪胎端面施加載荷，模擬輪胎所受側向力4仿真分析結果4.1應力云圖圖3轉向節(jié)本體應力云圖 分析結果如圖3紅色區(qū)域位置為轉向節(jié)應力最集中區(qū)域。4.1疲勞熱點云圖將ABAQUS計算后得到的obd文件導入NcodeJCEflow軟件對轉向節(jié)進行等幅正弦疲勞加載進行計算得出疲勞熱點。圖4疲勞分析熱點云圖4.3分析與試驗結果對比分析得到轉向節(jié)在輪胎側向力作用下疲勞壽命為75萬次等幅正弦疲勞加載循環(huán)，與 試驗對比（80萬次）結果較接近，危險點位置也符合實際。5結論利用ABAQUS強大的非線性求解功能，能夠有效開展涉及到幾何非線性、材料非線 性、接觸非線性的各類仿真分析工作，有效的模擬樣品的實際受力情況，在可以充分發(fā)揮 CAE仿真分析的作用，從而縮短開發(fā)周期降低開發(fā)費用。參考文獻1.Abaqus