重型汽车转向节强度和模态的有限元分析

□ 崔淮维

北钢管业(营口)有限公司 辽宁营口 115000

1 分析背景

转向节是汽车转向系统和底盘的重要组成部分,承受路面传来的各种多变载荷,要求具有较高的强度。按照不同的适用汽车种类,转向节分为重型汽车转向节、中型汽车转向节、轻型汽车转向节、微型汽车转向节、客车转向节、轿车转向节。按照不同的材料,转向节分为铸铁转向节、铸铝转向节、铸钢转向节。按照不同的形状,转向节分为中心孔类转向节、长杆类转向节、套管类转向节。白婷婷[1]将材料和汽车的轻量化相结合,对铝合金转向节进行强度分析和结构优化。袁旦[2]应用ANSYS软件对转向节进行有限元分析,并对转向节的结构进行了改进。陈黎卿等[3]将汽车转向节导入ANSYS软件进行强度分析,得到的数据具有较高的可靠性。宋黎明等[4]应用ANSYS Workbench软件对某电动轮矿用车转向节进行有限元模态分析。

业内对转向节进行的研究总量较多[5-8],但大部分是对中心孔类转向节进行强度分析,对长杆类转向节的研究则相对较少。笔者对长杆类重型汽车转向节进行强度和模态有限元分析。

2 转向节参数化建模

应用Unigraphics软件完成转向节的实体建模,将建立好的三维模型存储为.STP格式文件,导入ANSYS Workbench软件进行材料属性定义、网格划分、约束与载荷施加,然后进行求解。

相比经典ANSYS软件,采用ANSYS Workbench软件进行网格划分较为简单,既可以人为设置,又可以自动划分。笔者对转向节模型进行自动网格划分,网格划分结果如图1所示。……