基于ALGOR的汽车钢板弹簧疲劳仿真分析

张伟飞

摘要：

针对汽车平衡悬架钢板弹簧设计过程中，对力学特性和疲劳寿命仿真计算效率、精度等要求很高的问题，利用Auotodesk Inventor建立某汽车多片钢板弹簧的CAD模型并进行合理的模型简化；应用ALGOR的非线性MES模块求解接触应力及总成预应力；通过ALGORFatigue Wizard进行疲劳寿命预测，提出SN曲线的获取方法并对比修正结果.结果表明：在交变载荷作用下，最小疲劳寿命处于最大主应力位置；Goodman的结果修正更可靠.另外，ALGOR中的自动六面体网格技术、SN曲线自动生成等前后处理技术可大大降低仿真技术应用的难度.

关键词：

汽车； 平衡悬架； 钢板弹簧； 接触； 疲劳寿命； SN曲线； Goodman修正； 有限元

中图分类号： U463.334

文献标志码： B

0 引 言

对于运输机械，疲劳破坏是其构件或零件失效的主要形式.统计结果表明，约有80%的机械断裂是由疲劳破坏引起的.[1]钢板弹簧在车辆实际行驶过程中要受到各种交变载荷，经过一定次数的循环后，会使板簧局部出现疲劳损伤并扩展，最终导致板簧失效或断裂.这种由疲劳破坏引起的断裂是钢板弹簧失效的主要形式，因此针对多片钢板弹簧的疲劳寿命分析对提高板簧的安全性和可靠性十分必要.

近年來，各大汽车公司逐渐采用CAE技术，完成汽车零部件数字化寿命的预测.[26]采用有限元仿真方法，可以在新产品设计阶段发现疲劳危险点位置，预测疲劳寿命并改进产品结构，既可以缩短开发周期，又可以节省试验费用.

针对汽车悬架系统中的多片钢板弹……