蓄电池支架螺栓预紧力试验对标及结构优化

杜嘉峰，贺廷俊，陈文斐，周肖飞，莫彦彬

（陕汽集团技术中心，陕西 西安 710200）

关键字：蓄电池支架；预紧力；试验对标；结构优化

前言

蓄电池作为汽车重要的零部件，在发动机刚启动或低速运转时，为车内的用电设备供电[1]。蓄电池支架的作用为支撑、保护蓄电池，如果蓄电池支架的疲劳强度不合格，在长时间作用下可能导致蓄电池支架的疲劳断裂失效，从而影响蓄电池正常工作[2]。卡车上车用蓄电池的固定方式一般通过螺栓紧固蓄电池压板，将蓄电池固定在蓄电池支架上[3]，然而在蓄电池支架疲劳强度仿真分析中发现，施加在蓄电池支架固定螺栓的预紧力数值对疲劳强度影响较大，而且根据标准公式Tf=KFfd，其中Tf为紧固扭矩，K为扭矩系数，Ff为螺栓预紧力，d为螺栓直径，扭矩系数K又与连接件接触面的摩擦系数及连接件材料强度有关，因此由额定紧固扭矩换算得到的螺栓预紧力数值由于受到连接件接触面的摩擦系数及连接件材料强度等不确定因素的影响，螺栓预紧力换算值往往过大[4]，与实际状态明显不符，严重影响仿真分析结果的准确性和可信度，无法对设计产品进行准确的仿真验证及方案优化。

为了解决上述问题，本文采用螺栓预紧力测量传感器，对蓄电池压板实际安装的螺栓预紧力进行测量，规避连接件接触面的摩擦系数及连接件材料强度等不确定因素对预紧力的影响，为准确的有限元仿真分析提供数据支持。在准确的预紧力输入下，对蓄电池支架进行疲劳强度仿真分析及结构优化设计，为蓄电池支架的仿真试验对标及结构优化设计提供依据。……