雪佛莱C1500⽪卡整车分析实例
重⼒荷载下悬挂臂的应⼒和变形
刹车分析——惯性平衡
⾏驶在不平整路⾯——⼦结构
雪佛来C1500⽪卡Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
雪佛莱C1500⽪卡整车分析实例
重⼒荷载下悬挂臂的应⼒和变形
重⼒荷载下悬挂臂的应⼒
重⼒荷载下底盘的应⼒分布Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
雪佛莱C1500⽪卡整车分析实例
maximum stress =
193.9 N/mm 2maximum stress = 191.4 N/mm 2
静态分析——惯性平衡瞬态动⼒学分析刹车制动时的两种⽅法对⽐分析：?刹车制动时的应⼒分析（两种⽅法）Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
雪佛莱C1500⽪卡整车分析实例
路况1结果
卡车以速度7 m/sec (25.2 km/h) 跳过⼀个颠簸. 车轮与路⾯有脱离接触的过程?卡车在不平整的路⾯上⾏驶（两种⼯况）：Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
雪佛莱C1500⽪卡整车分析实例
卡车在不平整的路⾯上⾏驶（两种⼯况）：
路况2结果
路况2下四个轮胎上的径向⼒路况2下纵摆(Pitch) 侧倾(Roll) 偏转(yaw) Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
雪佛莱C1500⽪卡整车分析实例
卡车在不平整的路⾯上⾏驶（两种⼯况）：
路况2结果( ⼦模型)
A型臂上的应⼒分布
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
减震⽀架分析（GM）
实验过程中出现异常噪声
结构⽰意图
实际装配结构（与设计偏移）SCC2010
减震⽀架分析（GM）
1500N 径向载荷
SCC2010
传动系统－驱动桥壳后盖失效分析
桥壳的主要损伤形式是在交变载荷作⽤下发⽣的疲劳失效
桥壳台架试验中桥壳后盖上部出现裂纹，使⽤FEA查失效原因
利⽤Abaqus模拟整个台架试验，对桥壳进⾏静强度分析，进⽽完成疲劳寿命分析
CUM2007 ⼀汽汽研
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
传动系统－驱动桥壳后盖失效分析
模型包括：桥壳、半轴套管、减速器壳体、后盖及螺栓
Load：后盖处螺栓预紧⼒矩为190～260N.m
减速器壳处螺栓预紧⼒矩为340N.m
在装配⾯定义接触，台架试验载荷为13吨，动载系数为2.5。
CUM2007 ⼀汽汽研
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
后盖应⼒计算结果
486.9
472.225
454.51
538.1
540.14
396.87
434.6
奇瑞卡车304.6 257.7
后盖上部最⼤主应⼒分布后盖下部最⼤主应⼒分布
CUM2007 ⼀汽汽研
传动系统－驱动桥壳后盖失效分析
桥壳后盖上部最⼤主应⼒为487MPa ，后盖下部两侧45°处的最⼤主应⼒分别为540、538MPa
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台架试验疲劳分析结果
后盖的危险部位主要分布在上部凸起部位、下部两侧45°处。下部两侧45°处安全系数较⼩，但下部两侧部位过渡平滑，不容易断裂
上部凸起部位出现裂纹的主要原因为凸起部位引起了应⼒集中
0.6114 0.618 0.649 0.5527 0.5525
0.719
0.661 后盖疲劳安全系数分布
CUM2007 ⼀汽汽研
传动系统－驱动桥壳后盖失效分析
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
前悬架⼏何模型
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.1，整车撞上路沿时的强度分析
2，重点考察前悬架3，采⽤EXPLICIT 求解器
⾏驶系--利⽤EXPLICIT 校核悬架的碰撞强度
AUC2008 FORD
整车实验与分析模型对⽐
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.整车实验CAE 模型
⾏驶系--利⽤EXPLICIT 校核悬架的碰撞强度
AUC2008 FORD
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.车辆碰到路沿时，下控制臂发⽣了屈曲变形，实验结果与计算结果的对⽐：
实验结果仿真结果下控制臂屈曲⾏驶系--利⽤EXPLICIT 校核悬架的碰撞强度AUC2008 FORD Copyright 2009 ABAQUS, Inc.整个悬架最上部撞上防护栏时的分布
应⼒云图⾏驶系--底盘设计中的系统级结构分析
实验验证
AUC2007 Fiat Auto SPA
仿真与试验对⽐后，证明是⾮常有效的!
⾏驶系--某车型下控制臂安装点强度分析
上控制臂、下控制臂、转向节、减震叉、稳定杆、转向机、弹簧、减震器以及副车架?各连接处采⽤衬
套或铰链连接，螺栓连接处采⽤刚性连接简化。
分析⽬的：
下控制臂前点与副车架连接的螺栓孔附近出现⼩⾯积屈服现象，判断是否存在强度问题
CUM2007 奇瑞汽车
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
⾏驶系--某车型下控制臂安装点强度分析
副车架计算结果
副车架螺栓孔处最⼤应⼒为403Mpa，超过材料的屈服极限380Mpa。
由于最⼤应⼒超过屈服极限不⼤，屈服⾯积很⼩且仅在螺栓孔附近，不能确信该
处是否存在强度问题，需做进⼀步细化分析。
副车架应⼒分布螺栓孔处应⼒分布
CUM2007 奇瑞汽车
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
局部细化分析
采⽤轴对称模型进⾏分析，副车架只截取了关于Y 轴对称的⼀半模型
模型中增加了螺栓、衬套内管和垫圈三个连接件，考虑部件之间的接触?副车架在螺栓连接处的局部区域采⽤六⾯体⽹格划分
CUM2007 奇瑞汽车⾏驶系--某车型下控制臂安装点强度分析
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.?由结果，可明确判断该副车架螺栓连接处确实存在强度问题
螺栓的最⼤应⼒874Mpa ，超过其材料的屈服极限，但实际上螺栓经过⼀定的⼯艺处理后屈服极限能提⾼到1000MPa 以上，因此满⾜强度要求。
衬套内管有⼤⾯积的屈服区域，不能满⾜强度要求。
图10
副车架细化分析结果
衬套内管细化分析结果
螺栓细化分析结果
CUM2007 奇瑞汽车?局部细化分析结果
⾏驶系--某车型下控制臂安装点强度分析
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27
引擎盖不带空⽓弹簧，有三对缓冲块，内板和外板之间的点胶连接⽤弹簧模拟?铰链⽤类型为CONNECTOR 中的HINGE ABAQUS 汽车引擎盖开关耐久性实验中的应⽤
CUM2006 泛亚技术中⼼
车⾝侧铰链安装孔1-6个⾃由度约束
部分前舱的切开处和前保险杠的安装点1-6个⾃由度约束
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.28
将引擎盖⼦系统中可旋转的所有零件⼀定的初始⾓速度XXXrad/s ，计算时间为40ms ABAQUS 汽车引擎盖开关耐久性实验中的应⽤
CUM2006 泛亚技术中⼼
缓冲块⽤刚性体由SPRINGA 单元连接到缓冲块的安装⾯上，刚性体位置为缓冲块顶端?⽤DASHPOTA 来模拟阻尼
⽤TRANSLATOR 引导缓冲块的运动⽅向
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三条⽔平线是引擎盖上关键点在关闭到盖正常关闭位置时的Z 向位移?引擎盖以⼀定的初速度开始向下运动，达到正常关闭位置后，由于惯性还会继续下⾏。当动能完全被吸收转化为势能时，引擎盖到达最低点，然后势能释放转化成动能。
过关量结果输出
ABAQUS 汽车引擎盖开关耐久性实验中的应⽤
CUM2006 泛亚技术中⼼
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.Copyright 2009 ABAQUS, Inc.⽬的：
1，⽤准静态⽅法仿真，并将车门侧碰分析
结果（初始、中间和最⼤耐挤⼒）和试验
结果与评价标准值进⾏⽐较，检验其强度
2，对原车门结构进⾏改进，使车门结构能
够满⾜国标要求。
2008CUM 长城汽车
模型：
Solid element + Shell element+ Connector(Hinge)
不放置座椅模型，门锁闭合，压头直径305mm ，其上端⾯⾄少⾼出窗⼝下边缘13mm 车⾝－ABAQUS/Explicit 在车门碰撞中的强度分析
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
车⾝－ABAQUS/Explicit 在车门强度分析中的应⽤?车门分析结果（原⽅案）
原车门强度仿真分析结果原车门强度仿真分析计算结果曲线1，初始试验下车门强度只有初始耐挤压⼒不合格，为6800N 低于10000N ，其他合格。2，仿真结果为5880.5N ，由于仿真中没有考虑车门玻璃、滑轨、内饰件等的影响，故低于试验测试的6800N 。
3，验证了仿真模型的准确性，进⼀步改进设计。
2008CUM 长城汽车
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.车⾝－ABAQUS/Explicit 在车门强度分析中的应⽤?车门分析结果（改进⽅案）
改进后车门强度仿真分析结果改进后车门强度仿真分析计算结果曲线
改进：
1，内圆管防撞梁材料改为⾼强度钢，屈服强度达到1000MPa 以上；
2，添加车门内加强板。
同上，得到车门初始耐挤压⼒仿真结果为10503N ，完全能够满⾜国标的要求。2008CUM 长城汽车
通过接触关系模拟⼈员对车门挤压，得到车门变形，判断车门局部刚度是否满⾜要求。
车门抗凹性分析模型车门抗凹性分析变形云图
车⾝－ABAQUS 在车门分析中的应⽤?车门抗凹性能
CUM2007 北汽福⽥
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.模拟车门打开后，⼈员在上下车过程中对车门施加载荷，车门保持原有状态的性能。
车门下垂分析有限元模型车门下垂分析变形云图
车⾝－ABAQUS 在车门分析中的应⽤
车门下垂分析
CUM2007 北汽福⽥
检验车门铰链结构以及铰链与车门和门框周围结构的合理性。
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.
保证车门在开度最⼤位置时，受到载荷后不发⽣永久变形，从⽽保证车门关闭状态下的密封性能。建模时考虑了限位机构周围各零件之间的接触关系以及材料的⾮线性性能。车门过开分析有限元模型车门过开分析变形云图
车⾝－ABAQUS 在车门分析中的应⽤
车门过开分析
CUM2007 北汽福⽥
Copyright 2009 ABAQUS, Inc.感谢上海内燃机研究所
考虑模型的真实情况：
1. 加⼊真实爆破⼒
2. 加⼊离⼼⼒
3. 加⼊旋转离⼼⼒
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