基于ANSYS Workbench的某汽车转向节的有限元分析*

黄小娣

（广东理工学院，广东肇庆 526000）

0 引言

鉴于转向节对整车的重要性和自身形状的特殊性，国内外很多相关学者对其结构强度、刚度和疲劳强度进行了分析，取得了一定的研究成果。冯大碧等[1]对客车左前轮转向节的断裂部位进行了金相检查和扫描电子显微镜检查，指出这种断裂应属于早期疲劳断裂；吴海平等[2]结合了化学分析、电子显微镜扫描以及金相组织分析等方法，对QT450－10左转向节进行研究，认为转向节发生断裂主要有两个原因，一是组织中有夹杂物，二是外壁周围有很多渗碳体；Roberto d、Ippolito等[3－4]以长杆类转向节的疲劳寿命为研究对象，以有限元分析为基础，运用可靠的优化设计方法研究了这一类型转向节的疲劳寿命，同时也获得了相应的优化设计成果。文献显示，通过对转向节失效件进行化学研究分析、金相检查等，得出转向节强度失效的主要原因。就研究转向节疲劳强度的理论方法来看，目前我国主要使用的是梁弯曲理论中的近似计算方法，这种方法多用于传统的材料力学领域，而以有限元法为代表的数值计算方法是发展趋势。

本文基于ANSYS Workbench的有限元技术，依据汽车行驶的3种典型工况（即紧急制动工况、侧滑工况和越过不平路面工况）受到的载荷，对某轻型车前桥驱动用汽车中心孔类转向节进行强度的静态分析，为进一步优化设计提供可靠的依据。

1 有限元模型的建立

1.1 建模

本文所研究的汽车采用前驱转向桥形式，转向节为中心孔型转向节，通过SolidWorks建模，其在汽车悬架中的安装位置如图1所示。……