基于ABAQUS的汽车前轴台架试验仿真模型优化

曹 凯，林玮静，孔 卓

（中国重汽集团汽车研究总院，山东 济南 250101）

引言

汽车前轴台架试验是检测前轴产品质量是否达标的重要方法。在产品设计阶段，有限元仿真技术已成汽车前轴结构设计及可靠性验证的重要手段。孔振海等[1]利用 Hypermesh 建立前桥有限元模型进行强度和疲劳分析，验证前桥的刚度及疲劳寿命满足设计要求；冯美波[2]利用ANSYS/Workbench分析前轴主销孔处运用ANSYS的变形量与前轴最大转角的关系，最终确定了前轴的刚度；徐玉萍和方姣[3]运用Hypermesh和Ncode进行前轴仿真与台架试验结果分析，对前轴进行结构改进。

作为汽车重要承载件之一，前轴研发是汽车设计中的关键技术[4]。现阶段前轴研究的侧重点在于运用CAE仿真结果对前轴结构进行分析改进，而前轴的有限元模型的搭建并无统一规范，故无法保证仿真结果与台架试验的一致性。

1 前轴CAE仿真模型的初步建立

为保证前轴有限元仿真结果与台架试验结果的一致性，模拟某重卡前轴在台架上的实际装配，去除对仿真结果影响较小的横拉杆球头、主销限位螺钉等零件，并去除对结果影响较小的零件倒角、小孔等特征[4]，完成了CAE模型的创建，见图1。

图 1 前轴CAE仿真模型

CAE 模型单元类型采用C3D10M四面体，网格划分方法为自由划分网格，产生单元格数量 1 287 350个。推力轴承设置为刚性体，其余零件设置为弹性体。强度试验加载最小载荷75 kN，最大载荷217.5 kN，载荷通过参考点RP1、RP2施加在两板簧座上，主销与转向节、前轴接触，推力轴承于转向节和前轴端面接触。……