某重型卡车空滤器过渡支架断裂分析与优化

贺洋洋，丁介然，王琼，屈闯，徐信万，李慧

（陕西万方汽车零部件有限公司，陕西 西安 710200）

引言

重型卡车在行驶过程中，由于地面不平整、轮胎跳动以及发动机内部组件运行的内外部因素的出现，往往需要承受不同程度、不同类型的激励[1]。即使在投入市场前已在试验场对整车进行了一系列的强化路面测试验证，但仍会有一些行驶于极其崎岖道路的车辆发生内部附件断裂的现象。

1 三维模型的建立

空滤器过渡支架作为车身附件的重要组件，具有连接车架与空滤器的桥梁作用。现就过渡支架装车行驶过程中出现的断裂现象进行原因分析与优化改进，过渡支架三维模型如图1所示。图（a）为原结构，红色线圈为过渡支架的实际断裂区域，图（b）为优化结构，基于原结构的基础上进行了两方面的优化改进：一是提高断裂区域附近的截面，二是提高模型另一侧的截面同时增加一条斜筋。

图1 三维模型

2 有限元分析

2.1 有限元模型的建立

首先基于三维软件 CATIA的智能化测绘功能输出空滤器结构的质心坐标，其次将过渡支架及辅助支架另存为.stp格式文件导入到有限元软件HyperMesh中，其中辅助支架为薄壁类部件，抽取中面后用Shell单元进行网格划分[2]，过渡支架为铸造件，用四面体网格进行划分并转二阶。空滤器结构较为复杂，将其进行简化建模，用集中质量点代替空滤器结构。

2.2 模型材料及分析工况

2.2.1 材料选用

空滤器过渡支架采用的材料为 RZG310-570，其密度为7860 kg/m3，弹性模量为210 GPa，泊松比为0.3，屈服强度为310 MPa，抗拉强度为570 MPa。……