基于MSC Fatigue的副车架灵敏度分析

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摘要：结合某新型商务车副车架的开发要求，利用非线性软件对其常用工况进行强度分析.根据各工况的应力分布情况，找出应力集中的位置并分析其产生的原因，通过优化软件对5个应力较大工况进行灵敏度优化设计，根据优化后的尺寸再次进行强度分析.分析结果显示，副车架在满足应力要求下，总质量减小15.72%.同时利用MSC Fatigue软件进行全寿命分析，并与试验对比，优化后的副车架满足性能要求.

关键词：副车架； 灵敏度； 轻量化设计； MSC Fatigue

中图分类号：U463.33文献标志码：B

0引言

副车架是汽车底盘中的重要部件，主要作用是方便动力总成，同时起二级减振的作用 [1].对某型车副车架进行常用工况CAE分析，选择5个受力较大的工况进行灵敏度优化分析，综合考虑得到优化后的副车架，且其总质量较优化前有明显的减少[2].通过疲劳寿命分析，与台架试验有较好的一致性，表明所做的优化正确合理[3].

13D模型建立

根据车底盘设计要求，该副车架上需安装动力总成悬置支架以及稳定杆固定支架等.副车架主要是槽形结构，经冲压而成.副车架3D模型见图1.

2网格模型建立

将3D模型以IGES格式导入到HyperMesh前处理器中，进行结构离散.副车架为薄板结构，故采用壳单元进行网格划分，其中四边形单元140 065个，三角形单元占2.77%，满足网格质量要求.同时建立相应的材料属性并赋予各结构厚度，其几何尺寸见表1.副车架有限元模型见图2.

5结束语

（1）优化后的副车架总质量较优化前减少了15.72%.而在前向紧急制动工况下，整体应力仅增加了45 MPa，且最大应力小于该材料的屈服强度353 MPa，满足力学要求.

（2）利用灵敏度分析结果，可以较准确的找到对力学性能影响较大的结构进行结构优化分析，缩短分析周期，更有针对性，综合性能较好.

（3）基于灵敏度的优化设计方法，可以让设计和分析人员快速准确的进行优化设计，该分析思路可应用于同类零部件的早期开发.

参考文献：

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