手艺干货丨SimSolid在汽车零部件斥地中的应用施行

*本文投稿自汽车行业用户范会超

1工程配景

在全球化与国内奢华升级双重鼓励下，中国汽车出口抓续增长，其中西洋市集占比超30%，而该区域80%以上的家庭用户对车辆拖拽功能有明确需求；与此同期，国内房车保有量也连气儿增长，拖拽房车出行的场景快速普及，这使得拖拽相接安装的想象需求更遑急、性能要求更严苛。

此外，拖拽安装需通过严苛的认证查验，强度性能需承受车辆满载分量 1.5倍的拉力测试，疲钝性能需完成200万次轮回加载查验。因此，怎样快速高效想象出相宜上述尺度的拖拽安装，成为主机厂濒临的新挑战。

2拖拽安装先容

汽车拖拽安装一般通过螺栓安装在牵引车尾部纵梁上，通过球型耦合安装拖拽中置轴类拖车，如下图1所示。典型的拖拽结构一般由型钢及钢板焊合而成，中间位置想象了安装球型拖钩的方管结构，两头是固定到车辆上的安装板，如图2所示。由于不同车辆拖拽能力及尾部造型各异，导致拖拽结构的具体想象生动多变，各不相通，因此，需要一种高效的性能分析用具，撑抓工程师完成拖拽想象，高慢车辆的总体要求。

图1 牵引车（前）及拖车（后车）

图2 拖拽安装安装暗意图

3处治决议

Aitair SimSolid 是款特意为快速的想象经过斥地的结构分析软件。它甩掉了几何体简化和网格化，竣事自动装配体的相接，包括焊点、焊缝、螺栓相接以及多种诬捏相接，如衬套、销等，大大裁减了结构的分析周期。撑抓强度、模态、疲钝、热分析，因此，选用 SimSolid 开展拖拽安装想象分析，高效且效果可靠，匡助工程师快速竣事决议迭代和决策。

4主要施行

4.1 模子建树

①模子结构：本案例的拖拽结构想象如图3所示，材料QSTE550遴荐，许用想象强度550MPa。

图3 拖拽结构想象

②畛域条目：说明端正认证条目，敛迹纵梁安装孔的位移解放度。

③载荷施加：强度载荷和疲钝载荷如下表1所示。

表1 工况载荷表

4.2 求解筹画

①强度工况：由于强度施加载荷较大，结构受力后变形较大，同期局部可能发生塑性变形，因此需要辩论材料非线性和几何非线性，材料弧线建树及几何增量式几何非线性建树如下图4所示：

图4 材料及几何非线性建树

②疲钝工况：钣金及焊缝的疲钝参数建树如下图5所示。

图5 疲钝求解建树

4.3 效果量度

①强度效果：如前所述拖拽安装需要校核XYZ三个标的的载荷作用，各工况的强度云图如下图6-1所示。三个工况的最大应力位置各不相通，最大值也有各异，其中Y向应力最高499MPa，小于材料想象强度550MPa，高慢强度要求。同期将筹画效果与有限元分析效果作念了对比，有限元效果如图6-2所示。通过效果对比可见，SimSolid 与有限元的效果很是。何况基于云图效果得到想象启示，针对不同工况需要辩论不同区域的强化想象，教化零部件的可靠性，保证客户行车中的安全。

图6-1 SimSolid 分析效果： X工况-左；Y工况-中；Z工况-右

图6-2 有限元分析效果： X工况-左；Y工况-中；Z工况-右

②疲钝效果：疲钝性能是拖拽安装斥地的另一紧要任务，因为该零件在车辆行驶过程中反复受到拖车的动态冲击载荷作用。基于国标工况，在拖拽球头位置施加正弦载荷，选用SN Sequential fatigue筹画效果如下图7、图8所示。图7钣金效果标明，钢板寿命大于200万次要求。图8效果标明，焊缝疲钝寿命大于200万次要求。因此，该结构高慢疲钝性能要求，但同期也该看到，该想象决议的疲钝寿命处于无尽寿命现象，具备一定的减重想象空间。联系词，减重决议也要辩论到强度的安全余量。需要处治该问题，可借助 HyperStudy 竣事，后续和环球再交流，不在此著述中量度了。

图7 钣金疲钝效果

图8 焊缝疲钝效果

③ 效果相比：上述建模过程及筹画效果与传统有限元法式进行了对比，如下表所示，效果标明，simsolid 不仅具有高效的前处理上风，而且强度的相对筹画马虎小于10%，疲钝筹画效果一致，可高效撑抓结构想象斥地。

5名目追念

① 高效仿真： Simsolid 提供了快捷高效的前处意会决决议，无需网格分歧、快速界说各式相接，大大裁减了前处理周期，何况模子求解高效。

② 应用暴虐：该软件尤其适用于想象工程师开展结构想象的快速考证及决议迭代。除本案例结构外，对于底盘截至臂、转向节、副车架等结构件相通适用。工程师专揽 SimSolid 开展惯例的强度分析、模态分析和疲钝分析，加快想象迭代，裁减性能打算达成周期。

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