乘用車副車架強度和疲勞分析方法
【專利摘要】本發(fā)明旨在提供一種乘用車副車架強度和疲勞分析方法，該評估方法步驟包括：對乘用車副車架模型進行典型工況下的有限元分析，收集副車架在實際使用過程中裂紋發(fā)生的部位信息，與相應工況應力云圖進行比對，確定電測區(qū)域；對電測區(qū)域選擇典型工況進行實體電測試驗，得到電測試驗數據；對電測試驗結果與有限元分析結果進行對比，評估副車架應力強度，進行有限元疲勞分析與疲勞臺架實驗，評估副車架疲勞強度。本發(fā)明乘用車副車架強度和疲勞分析方法通過有限元分析、電測試驗以及疲勞試驗進行結合，具有步驟簡單、耗時短、可靠性強的特點，為乘用車副車架的優(yōu)化設計提供理論依據。
【專利說明】乘用車副車架強度和疲勞分析方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及副車架結構檢測評估領域，具體涉及一種乘用車副車架強度和疲勞分析方法。
【背景技術】
[0002]副車架可以看成是前后車橋的骨架，是前后車橋的組成部分。副車架并非完整的車架，只是支承前后車橋、懸掛的支架，使車橋、懸掛通過它再與“正車架”相連，習慣上稱為“副架”。副車架的作用是阻隔振動和噪聲，減少其直接進入車廂；副車架作為底盤上的重要部件，其受力狀況比較復雜，承受各種不同性質的載荷，包括靜力、沖擊、交變載荷。因此，對其強度和疲勞強度分析校核至關重要。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種乘用車副車架強度和疲勞分析方法，該分析方法將副車架有限元分析與實際使用情況相結合，同時對副車架疲勞進行臺架試驗，得出的分析結論綜合而全面，為副車架的結構優(yōu)化提供科學、全面的理論依據。
[0004]本發(fā)明技術方案如下:一種乘用車副車架強度和疲勞分析方法，包括以下步驟:
A、用有限元法建立副車架的網格模型，采用殼單元對副車架進行離散，定義材料屬性、參數、載荷、約束條件；
B、對有限元模型結合工況條件進行有限元分析，得到相應工況應力云圖；
C、收集副車架在實際使用過程中裂紋發(fā)生的部位信息，將應力云圖中應力較大區(qū)域與實際使用中的裂紋部位的共同區(qū)域設為電測區(qū)域；
D、對步驟C獲得的電測區(qū)域選擇典型工況進行實體電測試驗，得到電測試驗數據；
E、對電測試驗結果與有限元分析結果進行對比，評估有限元分析結果與實際測試的誤差范圍，若誤差在允許范圍內，且應力云圖中未出現應力超出屈服強度或應力接近屈服強度的區(qū)域則證明該副車架結構符合強度要求進入下一步；否則證明該副車架結構不符合強度要求；若誤差超出允許范圍，則返回步驟A重新進行；
F、按照模擬典型工況的臺架實驗要求，進行有限元應力疲勞計算分析，得到壽命云
圖；
G、對副車架實體按照典型工況進行臺架疲勞分析，得到疲勞壽命與破損區(qū)域；將破損區(qū)域與步驟F中壽命云圖的對應區(qū)域對比分析，若壽命云圖的對應區(qū)域的壽命與臺架疲勞分析的疲勞壽命的誤差在允許范圍內，且疲勞壽命高于最低壽命要求，則證明該副車架結構符合疲勞強度要求，否則證明該副車架結構不符合疲勞強度要求。
[0005]步驟A中，所述的采用殼單元對副車架進行離散主要選擇四邊形單元離散。
[0006]所述的步驟B中各工況包括上下顛簸、轉彎、剎車、加速、I檔80%力矩行駛、倒檔80%力矩行駛、I檔最大加速度行駛、倒檔最大加速度行駛、緊貼臺階轉向。
[0007]所述的的步驟D包括以下步驟: (1)、把副車架應力較大的部位作為測試點做好標記，然后將這些點表面打磨光滑，打磨之后用丙酮擦拭多次，直到表面清潔光滑為止；
(2)、選取溫度補償片:選取與副車架材質一致的溫度補償片；同樣對溫度補償片進行打磨光滑，并且用丙酮擦拭干凈，表面清潔無污染；
(3)、粘貼應變片或應變花:用502膠水把工作的應變片或應變花粘在測試點上，把補償的應變片或應變花貼在溫度補償片上，粘貼完畢后，應該把所有的應變片都涂上防護膠以防應變片失效；工作的應變片和補償的應變片的連接方式按照共用補償的半橋單活動臂線路連接；
(4)、數據采集:全部連接好后將應變測試儀與計算機進行通訊，啟動配套的測試軟件進行數據采集。
[0008]步驟G中，對副車架實體按照典型工況進行臺架疲勞分析時，需要模擬有限元臺架試驗中對副車架的裝配的約束。
[0009]所述的約束包括:限制控制臂相對于副車架的上下擺動，故在控制臂球鉸處施加垂直位移約束；副車架與車身連接的4個襯套處施加約束，約束施加于橡膠襯套中心孔表面。
[0010]本發(fā)明乘用車副車架強度和疲勞分析方法對副車架應力進行有限元分析，結合副車架在行駛中的具體工況，包括上下顛簸、轉彎、剎車、加速、I檔80%力矩行駛、倒檔80%力矩行駛、I檔最大加速度行駛、倒檔最大加速度行駛、緊貼臺階轉向，上述工況涵蓋了乘用車行駛過程中絕大部分的工況，為副車架強度分析的全面性提供的基礎；通過對上述工況下副車架的有限元分析，得到各個工況下的應力云圖；同時收集副車架在實際使用過程中裂紋發(fā)生的部位信息，與相應工況應力云圖進行比對，結合實際易發(fā)生裂紋的部位，確定出副車架的網格模型中應力較大的部位，并確定為電測區(qū)域，對副車架實體上電測區(qū)域進行相應工況的電測試驗，將應力云圖與副車架實際使用過程中發(fā)生裂紋的部分進行比對分析，使得分析結論更貼合實際并更具有與針對性；通過有限元分析與電測試驗的結合增強了分析結論的準確性與科學性；并且，對副車架的疲勞強度同樣進行有限元分析與臺架疲勞試驗的結合，檢驗副車架的疲勞強度是否符合質量要求；通過對副車架強度與疲勞強度的綜合分析，使得分析結論更富全面性與科學性。
[0011]綜上所述，本發(fā)明乘用車副車架強度和疲勞分析方法通過有限元分析、電測試驗以及疲勞試驗進行結合，完成乘用車副車架的強度與疲勞強度的分析，具有步驟簡單、耗時短、可靠性強的特點，為乘用車副車架的優(yōu)化設計提供理論依據。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明乘用車副車架強度和疲勞分析方法流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合實施例進一步說明本發(fā)明。
[0014]實施例1
本實施例乘用車副車架強度和疲勞分析方法步驟如下:
A、用有限元法建立副車架的網格模型，采用殼單元對副車架進行離散，定義材料屬性、參數、載荷、約束條件；
B、對有限元模型結合工況條件進行有限元分析，得到相應工況應力云圖；
C、收集副車架在實際使用過程中裂紋發(fā)生的部位信息，將應力云圖中應力較大區(qū)域與實際使用中的裂紋部位的共同區(qū)域設為電測區(qū)域；
D、對步驟C獲得的電測區(qū)域選擇典型工況進行實體電測試驗，得到電測試驗數據；
E、對電測試驗結果與有限元分析結果進行對比，評估有限元分析結果與實際測試的誤差范圍，若誤差在允許范圍內，且應力云圖中未出現應力超出屈服強度或應力接近屈服強度的區(qū)域則證明該副車架結構符合強度要求進入下一步；否則證明該副車架結構不符合強度要求；若誤差超出允許范圍，則返回步驟A重新進行；
F、按照模擬典型工況的臺架實驗要求，進行有限元應力疲勞計算分析，得到壽命云
圖；
G、對副車架實體按照典型工況進行臺架疲勞分析，得到疲勞壽命與破損區(qū)域；將破損區(qū)域與步驟F中壽命云圖的對應區(qū)域對比分析，若壽命云圖的對應區(qū)域的壽命與臺架疲勞分析的疲勞壽命的誤差在允許范圍內，且疲勞壽命高于最低壽命要求，則證明該副車架結構符合疲勞強度要求，否則證明該副車架結構不符合疲勞強度要求。
[0015]所述工況為上下顛簸、轉彎、剎車、加速、I檔80%力矩行駛、倒檔80%力矩行駛、I檔最大加速度行駛、倒檔最大加速度行駛、緊貼臺階轉向。
[0016]本實施例利用HyperMesh軟件對乘用車副車架進行有限元分析，結合DH3816靜態(tài)應變測試系統(tǒng)進行電測試驗，結合工況條件進行疲勞臺架試驗。
[0017]下面舉例說明各工況中的有限元模擬分析方法:
工況一、緊急剎車:
1、導入預設好的副車架模型sub-frame,stp ；
2、使用Hypermesh劃分網格:網格大小為5mm;并對網格質量進行檢查，選擇四邊形單元離散；
3、對副車架模型進行模擬焊接與連接；
4、對材料屬性進行設定:例如副車架是沖壓鋼板焊接件，所用材料為Q235-B，其出廠狀態(tài)下的屈服應力為355MPa，最小抗拉強度為455Mpa，彈性模量2.1 X 105Mpa，泊松比為
0.3，密度為 7.8cm 5 ；
5、對副車架材料進行設定:在materials中定義材料，命名為Ml,其中type選擇ISOTROPIC, card image選擇ΜΑΤΙ，在編輯下輸入各個參數值，E為2.le+5、NU為0.3、RHO為 7.8e-9 ；
6、建立屬性組:在properties 中，type 選擇 2D, card image 選擇 PSHELL, materials選擇所建的材料M1，添加所有的厚度值，為副車架上各部件選擇相應的厚度值；
7、模型修正:在tool的子單元中，應用faces和normals檢查有限元模型是否存在重復面以及法線是否一致，對出現的不一致情況進行修正；
8、施加邊界條件及載荷分布:
選擇在Analysis子單元中的constrains約束副車架羊角安裝點X、Y、Z向移動自由度，約束副車架后安裝點X、Y、Z向移動自由度，約束副車架連接板安裝點Z向移動自由度，命名為conl ； 在forces中對副車架施加緊急剎車工況載荷，命名forcel ；
在Analysis子單兀中的1adsteps建立計算工況，type選擇linear static, SPC選擇所建的conl, LOAD選擇forcel,命名為dis_l ；
9、有限元分析:利用上述步驟建立的有限元模型，進行有限元分析，得到應力云圖；
10、記錄下副車架在該工況實際使用中出現裂紋部位；
11、將應力云圖中應力較大區(qū)域與實際使用中的裂紋部位的共同區(qū)域設為電測區(qū)域，對副車架實體的電測區(qū)域進行電測試驗，具體步驟如下:
(1)、把副車架應力較大的部位作為測試點做好標記，然后將這些點表面打磨光滑，打磨之后用丙酮擦拭多次，直到表面清潔光滑為止；
(2)、選取溫度補償片:選取與副車架材質一致的溫度補償片；同樣對溫度補償片進行打磨光滑，并且用丙酮擦拭干凈，表面清潔無污染；
(3)、粘貼應變片或應變花:用502膠水把工作的應變片或應變花粘在測試點上，把補償的應變片或應變花貼在溫度補償片上，粘貼完畢后，把所有的應變片都涂上防護膠以防應變片失效；工作的應變片和補償的應變片的連接方式按照共用補償的半橋單活動臂線路連接；
(4)、數據采集:全部連接好后將DH3816靜態(tài)應變測試儀與計算機進行通訊，啟動配套的測試軟件進行數據采集；
12、將電測試驗數據與應力云圖中對應電測區(qū)域的應力值進行對比，二者誤差位于允許范圍內，且應力云圖中未出現應力超出屈服強度或應力接近屈服強度的區(qū)域，因此可以判斷該乘用車副車架的強度符合該工況下的質量要求；
13、將Hypermesh中的有限元模型導入到MSC.Fatigue中對副車架有限元模型進行疲勞分析，使用應力疲勞分析的安全壽命設計，得到疲勞壽命云圖；
14、對副車架實體進行臺架疲勞分析:將副車架實體安裝在臺架上，并對其進行約束，所述的約束包括:限制控制臂相對于副車架的上下擺動，故在控制臂球鉸處施加垂直位移約束；副車架與車身連接的4個襯套處施加約束，約束施加于橡膠襯套中心孔表面；通過臺架疲勞分析得到實際的疲勞壽命與破損區(qū)域；
15、將破損區(qū)域與步驟13中壽命云圖的對應區(qū)域對比分析，壽命云圖的對應區(qū)域的壽命與臺架疲勞分析的疲勞壽命的誤差在允許范圍內，且疲勞壽命高于最低壽命要求，則證明該副車架結構符合疲勞強度要求。
[0018]工況2:緊急拐彎:
1、導入預設好的副車架模型sub-frame,stp ；
2、使用hepermesh劃分網格:網格大小為5mm;并對網格質量進行檢查,選擇四邊形單元離散；
3、對副車架模型進行模擬焊接與連接；
4、對材料屬性進行設定:例如副車架是沖壓鋼板焊接件，所用材料為Q235-B，其出廠狀態(tài)下的屈服應力為355MPa，最小抗拉強度為455Mpa，彈性模量2.1 X 105Mpa,泊松比為
0.3,密度為 7.8g/cm 3 ；
5、對副車架材料進行設定:在materials中定義材料，命名為Ml,其中type選擇ISOTROPIC, card image選擇ΜΑΤΙ，在編輯下輸入各個參數值，E為2.le+5、NU為0.3、RHO為 7.8e-9 ；
6、建立屬性組:在properties 中，type 選擇 2D, card image 選擇 PSHELL, materials選擇所建的材料M1，添加所有的厚度值，為副車架上各部件選擇相應的厚度值；
7、模型修正:在tool的子單元中，應用faces和normals檢查有限元模型是否存在重復面以及法線是否一致，對出現的不一致情況進行修正；
8、施加邊界條件及載荷分布:
選擇在Analysis子單元中的constrains約束副車架羊角安裝點X、Y、Z向移動自由度，約束副車架后安裝點X、Y、Z向移動自由度，約束副車架連接板安裝點Z向移動自由度，命名為conl ；
在forces中對副車架施加緊急拐彎工況載荷,命名force2 ；
在Analysis子單兀中的1adsteps建立計算工況，type選擇linear static, SPC選擇所建的conl, LOAD選擇force2,命名為dis_2 ；
9、有限元分析:利用上述步驟建立的有限元模型，進行有限元分析，得到應力云圖；
10、記錄下副車架在該工況實際使用中出現裂紋部位；
11、將應力云圖中應力較大區(qū)域與實際使用中的裂紋部位的共同區(qū)域設為電測區(qū)域，對副車架實體的電測區(qū)域進行電測試驗，具體步驟如下:
(1)、把副車架應力較大的部位作為測試點做好標記，然后將這些點表面打磨光滑，打磨之后用丙酮擦拭多次，直到表面清潔光滑為止；
(2)、選取溫度補償片:選取與副車架材質一致的溫度補償片；同樣對溫度補償片進行打磨光滑，并且用丙酮擦拭干凈，表面清潔無污染；
(3)、粘貼應變片或應變花:用502膠水把工作的應變片或應變花粘在測試點上，把補償的應變片或應變花貼在溫度補償片上，粘貼完畢后，把所有的應變片都涂上防護膠以防應變片失效；工作的應變片和補償的應變片的連接方式按照共用補償的半橋單活動臂線路連接；
(4)、數據采集:全部連接好后將DH3816靜態(tài)應變測試儀與計算機進行通訊，啟動配套的測試軟件進行數據采集；
12、將電測試驗數據與應力云圖中對應電測區(qū)域的應力值進行對比，二者誤差位于允許范圍內，且應力云圖中未出現應力超出屈服強度或應力接近屈服強度的區(qū)域，因此可以判斷該乘用車副車架的強度符合該工況下的質量要求；
13、將Hypermesh中的有限元模型導入到MSC.Fatigue中對副車架有限元模型進行疲勞分析，使用應力疲勞分析的安全壽命設計，得到疲勞壽命云圖；
14、對副車架實體進行臺架疲勞分析:將副車架實體安裝在臺架上，并對其進行約束，所述的約束包括:限制控制臂相對于副車架的上下擺動，故在控制臂球鉸處施加垂直位移約束；副車架與車身連接的4個襯套處施加約束，約束施加于橡膠襯套中心孔表面；通過臺架疲勞分析得到實際的疲勞壽命與破損區(qū)域；
15、將破損區(qū)域與步驟13中壽命云圖的對應區(qū)域對比分析，壽命云圖的對應區(qū)域的壽命與臺架疲勞分析的疲勞壽命的誤差在允許范圍內，且疲勞壽命高于最低壽命要求，則證明該副車架結構符合疲勞強度要求。
[0019]工況3:1檔最大加速度行駛: 1、導入預設好的副車架模型sub-frame,stp ；
2、使用hepermesh劃分網格:網格大小為5mm;并對網格質量進行檢查,選擇四邊形單元離散；
3、對副車架模型進行模擬焊接與連接；
4、對材料屬性進行設定:例如副車架是沖壓鋼板焊接件，所用材料為Q235-B，其出廠狀態(tài)下的屈服應力為355MPa，最小抗拉強度為455Mpa，彈性模量2.1 X 105Mpa，泊松比為0.3，密度為 7.8g/cm 5 ；
5、對副車架材料進行設定:在materials中定義材料，命名為Ml,其中type選擇ISOTROPIC, card image選擇ΜΑΤΙ，在編輯下輸入各個參數值，E為2.le+5、NU為0.3、RHO為 7.8e-9 ；
6、建立屬性組:在properties 中，type 選擇 2D, card image 選擇 PSHELL, materials選擇所建的材料M1，添加所有的厚度值，為副車架上各部件選擇相應的厚度值；
7、模型修正:在tool的子單元中，應用faces和normals檢查有限元模型是否存在重復面以及法線是否一致，對出現的不一致情況進行修正；
8、施加邊界條件及載荷分布:
選擇在Analysis子單元中的constrains約束副車架羊角安裝點X、Y、Z向移動自由度，約束副車架后安裝點X、Y、Z向移動自由度，約束副車架連接板安裝點Z向移動自由度，命名為conl ；
在forces中對副車架施加I檔最大加速度行駛工況載荷，命名force3 ；
在Analysis子單兀中的1adsteps建立計算工況，type選擇linear static, SPC選擇所建的conl, LOAD選擇force3,命名為dis_3 ；
9、有限元分析:利用上述步驟建立的有限元模型，進行有限元分析，得到應力云圖；
10、記錄下副車架在該工況實際使用中出現裂紋部位；
11、將應力云圖中應力較大區(qū)域與實際使用中的裂紋部位的共同區(qū)域設為電測區(qū)域，對副車架實體的電測區(qū)域進行電測試驗，具體步驟如下:
(1)、把副車架應力較大的部位作為測試點做好標記，然后將這些點表面打磨光滑，打磨之后用丙酮擦拭多次，直到表面清潔光滑為止；
(2)、選取溫度補償片:選取與副車架材質一致的溫度補償片；同樣對溫度補償片進行打磨光滑，并且用丙酮擦拭干凈，表面清潔無污染；
(3)、粘貼應變片或應變花:用502膠水把工作的應變片或應變花粘在測試點上，把補償的應變片或應變花貼在溫度補償片上，粘貼完畢后，把所有的應變片都涂上防護膠以防應變片失效；工作的應變片和補償的應變片的連接方式按照共用補償的半橋單活動臂線路連接；
(4)、數據采集:全部連接好后將DH3816靜態(tài)應變測試儀與計算機進行通訊，啟動配套的測試軟件進行數據采集；
12、將電測試驗數據與應力云圖中對應電測區(qū)域的應力值進行對比，二者誤差位于允許范圍內，且應力云圖中未出現應力超出屈服強度或應力接近屈服強度的區(qū)域，因此可以判斷該乘用車副車架的強度符合該工況下的質量要求；
13、將Hypermesh中的有限元模型導入到MSC.Fatigue中對副車架有限元模型進行疲勞分析，使用應力疲勞分析的安全壽命設計，得到疲勞壽命云圖；
14、對副車架實體進行臺架疲勞分析:將副車架實體安裝在臺架上，并對其進行約束，所述的約束包括:限制控制臂相對于副車架的上下擺動，故在控制臂球鉸處施加垂直位移約束；副車架與車身連接的4個襯套處施加約束，約束施加于橡膠襯套中心孔表面；通過臺架疲勞分析得到實際的疲勞壽命與破損區(qū)域；
15、將破損區(qū)域與步驟13中壽命云圖的對應區(qū)域對比分析，壽命云圖的對應區(qū)域的壽命與臺架疲勞分析的疲勞壽命的誤差在允許范圍內，且疲勞壽命高于最低壽命要求，則證明該副車架結構符合疲勞強度要求。
[0020]工況4:倒檔最大加速度行駛:
1、導入預設好的副車架模型sub-frame,stp ；
2、使用hepermesh劃分網格:網格大小為5mm;并對網格質量進行檢查,選擇四邊形單元離散；
3、對副車架模型進行模擬焊接與連接；
4、對材料屬性進行設定:例如副車架是沖壓鋼板焊接件，所用材料為Q235-B，其出廠狀態(tài)下的屈服應力為355MPa，最小抗拉強度為455Mpa，彈性模量2.1 X 105Mpa，泊松比為
0.3,密度為 7.8g/cm 5
5、對副車架材料進行設定:在materials中定義材料，命名為Ml,其中type選擇ISOTROPIC, card image選擇ΜΑΤΙ，在編輯下輸入各個參數值，E為2.le+5、NU為0.3、RHO為 7.8e-9 ；
6、建立屬性組:在properties 中，type 選擇 2D, card image 選擇 PSHELL, materials選擇所建的材料M1，添加所有的厚度值，為副車架上各部件選擇相應的厚度值；
7、模型修正:在tool的子單元中，應用faces和normals檢查有限元模型是否存在重復面以及法線是否一致，對出現的不一致情況進行修正；
8、施加邊界條件及載荷分布:
選擇在Analysis子單元中的constrains約束副車架羊角安裝點X、Y、Z向移動自由度，約束副車架后安裝點X、Y、Z向移動自由度，約束副車架連接板安裝點Z向移動自由度，命名為conl ；
在forces中對副車架施加倒擋最大加速度行駛工況載荷,命名force4 ；
在Analysis子單兀中的1adsteps建立計算工況，type選擇linear static, SPC選擇所建的conl, LOAD選擇force4,命名為dis_4 ；
9、有限元分析:利用上述步驟建立的有限元模型，進行有限元分析，得到應力云圖；
10、記錄下副車架在該工況實際使用中出現裂紋部位；
11、將應力云圖中應力較大區(qū)域與實際使用中的裂紋部位的共同區(qū)域設為電測區(qū)域，對副車架實體的電測區(qū)域進行電測試驗，具體步驟如下:
(1)、把副車架應力較大的部位作為測試點做好標記，然后將這些點表面打磨光滑，打磨之后用丙酮擦拭多次，直到表面清潔光滑為止；
(2)、選取溫度補償片:選取與副車架材質一致的溫度補償片；同樣對溫度補償片進行打磨光滑，并且用丙酮擦拭干凈，表面清潔無污染；
(3)、粘貼應變片或應變花:用502膠水把工作的應變片或應變花粘在測試點上，把補償的應變片或應變花貼在溫度補償片上，粘貼完畢后，把所有的應變片都涂上防護膠以防應變片失效；工作的應變片和補償的應變片的連接方式按照共用補償的半橋單活動臂線路連接；
(4)、數據采集:全部連接好后將DH3816靜態(tài)應變測試儀與計算機進行通訊，啟動配套的測試軟件進行數據采集；
12、將電測試驗數據與應力云圖中對應電測區(qū)域的應力值進行對比，二者誤差位于允許范圍內，且應力云圖中未出現應力超出屈服強度或應力接近屈服強度的區(qū)域，因此可以判斷該乘用車副車架的強度符合該工況下的質量要求；
13、將Hypermesh中的有限元模型導入到MSC.Fatigue中對副車架有限元模型進行疲勞分析，使用應力疲勞分析的安全壽命設計，得到疲勞壽命云圖；
14、對副車架實體進行臺架疲勞分析:將副車架實體安裝在臺架上，并對其進行約束，所述的約束包括:限制控制臂相對于副車架的上下擺動，故在控制臂球鉸處施加垂直位移約束；副車架與車身連接的4個襯套處施加約束，約束施加于橡膠襯套中心孔表面；通過臺架疲勞分析得到實際的疲勞壽命與破損區(qū)域；
15、將破損區(qū)域與步驟13中壽命云圖的對應區(qū)域對比分析，壽命云圖的對應區(qū)域的壽命與臺架疲勞分析的疲勞壽命的誤差在允許范圍內，且疲勞壽命高于最低壽命要求，則證明該副車架結構符合疲勞強度要求。
[0021]以上僅為部分典型工況的舉例，其余工況下的方法大致相同，僅為載荷參數的變動。
【權利要求】
1.一種乘用車副車架強度和疲勞分析方法，其特征在于包括以下步驟: A、用有限元法建立副車架的網格模型，采用殼單元對副車架進行離散，定義材料屬性、參數、載荷、約束條件； B、對有限元模型結合工況條件進行有限元分析，得到相應工況應力云圖； C、收集副車架在實際使用過程中裂紋發(fā)生的部位信息，將應力云圖中應力較大區(qū)域與實際使用中的裂紋部位的共同區(qū)域設為電測區(qū)域； D、對步驟C獲得的電測區(qū)域選擇典型工況進行實體電測試驗，得到電測試驗數據； E、對電測試驗結果與有限元分析結果進行對比，評估有限元分析結果與實際測試的誤差范圍，若誤差在允許范圍內，且應力云圖中未出現應力超出屈服強度或應力接近屈服強度的區(qū)域則證明該副車架結構符合強度要求進入下一步；否則證明該副車架結構不符合強度要求；若誤差超出允許范圍，則返回步驟A重新進行； F、按照模擬典型工況的臺架實驗要求，進行有限元應力疲勞計算分析，得到壽命云圖； G、對副車架實體按照典型工況進行臺架疲勞分析，得到疲勞壽命與破損區(qū)域；將破損區(qū)域與步驟F中壽命云圖的對應區(qū)域對比分析，若壽命云圖的對應區(qū)域的壽命與臺架疲勞分析的疲勞壽命的誤差在允許范圍內，且疲勞壽命高于最低壽命要求，則證明該副車架結構符合疲勞強度要求，否則證明該副車架結構不符合疲勞強度要求。
2.如權利要求1所述的乘用車副車架強度和疲勞分析方法，其特征在于:步驟A中，所述的采用殼單元對副車架進行離散主要選擇四邊形單元離散。
3.如權利要求1所述的乘用車副車架強度和疲勞分析方法，其特征在于:所述的步驟B中各工況包括上下顛簸、轉彎、剎車、加速、I檔80%力矩行駛、倒檔80%力矩行駛、I檔最大加速度行駛、倒檔最大加速度行駛、緊貼臺階轉向。
4.如權利要求1所述的乘用車副車架強度和疲勞分析方法，其特征在于，所述的的步驟D包括以下步驟: (1)、把副車架應力較大的部位作為測試點做好標記，然后將這些點表面打磨光滑，打磨之后用丙酮擦拭多次，直到表面清潔光滑為止； (2)、選取溫度補償片:選取與副車架材質一致的溫度補償片；同樣對溫度補償片進行打磨光滑，并且用丙酮擦拭干凈，表面清潔無污染； (3)、粘貼應變片或應變花:用502膠水把工作的應變片或應變花粘在測試點上，把補償的應變片或應變花貼在溫度補償片上，粘貼完畢后，把所有的應變片都涂上防護膠以防應變片失效；工作的應變片和補償的應變片的連接方式按照共用補償的半橋單活動臂線路連接； (4)、數據采集:全部連接好后將應變測試儀與計算機進行通訊，啟動配套的測試軟件進行數據采集。
5.如權利要求1所述的乘用車副車架強度和疲勞分析方法，其特征在于: 步驟G中，對副車架實體按照典型工況進行臺架疲勞分析時，需要模擬有限元臺架試驗中對副車架的裝配的約束。
6.如權利要求5所述的乘用車副車架強度和疲勞分析方法，其特征在于，所述的約束包括:限制控制臂相對于副車架的上下擺動，故在控制臂球鉸處施加垂直位移約束；副車架與車身連接的4個襯套處施加約束，約束施加于橡膠襯套中心孔表面。
【文檔編號】G06F17/50GK103761363SQ201310730711
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權日:2013年12月26日
【發(fā)明者】尹輝俊, 王新宇, 莫翔明, 李峰, 劉媛媛, 孫釗 申請人:廣西科技大學, 柳州福臻車體實業(yè)有限公司, 尹輝俊, 莫翔明