[发明专利]汽车悬臂结构件强度分析的方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零部件测试技术领域，特别是涉及一种汽车悬臂结构件强度分析的方法。

背景技术

悬臂结构件在汽车上有较多的应用，主要集中在支架类，而支架的变形或开裂在车辆的实际使用过程中比较常见。悬臂结构件失效后，会进一步导致其所承载的部件损坏甚至掉落。因此，悬臂结构件的开发过程中一个重要任务就是保证其强度性能。

悬臂结构件强度分析的本质就是考察在设计工况下的受力状态是否满足设计要求。目前已有的悬臂结构件强度分析方法是在所承载部件的重心处施加各种设计工况下的静态载荷(设计工况通常为重力场工况)，进行强度CAE分析。这种分析方法存在两方面问题：

第一，载荷不合理，工况设定的合理性难以把握，偏严格会带来成本增加，偏宽松会带来风险；

第二，没有考虑振动的因素，由于悬臂结构件一端固定，一端承载，其自身固有频率相对较低，很容易与发动机激励、路面激励等产生共振，从而加剧失效。而现有的方法恰恰没有考虑振动的因素，仅是从提升静态强度的安全系数来粗略保障其强度性能，因此，现有方法的分析误差较大，合理性不足。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种分析精度更高的汽车悬臂结构件强度分析的方法。

根据本发明实施例的汽车悬臂结构件强度分析的方法，包括：

对悬臂结构件及其所承载的部件进行模态分析以获得有限元模型；

将所述有限元模型与实测模态进行对标；

在对标后的有限元模型中加载实测的加速度谱，进行频率响应分析，以获得不同频率下的应力分布结果。

根据本发明实施例的汽车悬臂结构件强度分析的方法，以与实测模态对标过的模态分析有限元模型为基础模型，加载加速度谱，重点考虑振动这一因素，进行频率响应分析，输出不同频率下的应力结果，最终获得更符合实车测试状态下的悬臂结构件的应力分布状态，因此分析精度高，此外，由于有限元模型与实测模态进行了对标，能够有效避免现有技术中的载荷不合理的问题，为悬臂结构件的强度分析提供了可靠的分析方法，从而有效地支持了悬臂结构件的开发。

另外，根据本发明上述实施例的汽车悬臂结构件强度分析的方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述对悬臂结构件及其所承载的部件进行模态分析以获得有限元模型的步骤之前，所述方法还包括：

向三维建模软件输入悬臂结构件及其所承载的部件的结构信息；

根据所述悬臂结构件及其所承载的部件的结构信息建立详细的离散化模型，并按实车状态建立相应的装配连接关系；

为所述悬臂结构件及其所承载的部件赋予各自的材料参数。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述材料参数为屈服强度、抗拉强度、剪切强度、弹性模量、泊松比和密度中的一个或多个。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述将所述有限元模型与实测模态进行对标的步骤具体包括：

将所述有限元模型与整车在实际状态下测试的模态进行对标；

修正所述有限元模型，以使所述有限元模型和整车在实际状态下测试的模态的固有频率和振型保持一致。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述修正所述有限元模型的步骤具备包括：

修正所述有限元模型中悬臂结构件和/或悬臂结构件所承载的部件的材料参数，修正所述有限元模型中悬臂结构件和悬臂结构件所承载的部件的连接关系。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述在对标后的有限元模型中加载实测的加速度谱的步骤具体包括：

通过所述悬臂结构件的安装点预置的加速度传感器，测量实车道路行驶中的加速度谱；

对测量到的实车道路行驶中的加速度谱进行傅里叶变换处理，得到傅里叶变换处理后的加速度谱；

在对标后的有限元模型中加载所述傅里叶变换处理后的加速度谱。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述加速度谱为X/Y/Z三向的加速度谱。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述对测量到的实车道路行驶中的加速度谱进行傅里叶变换处理的步骤之前，所述方法还包括：

去除测量到的实车道路行驶中的加速度谱中的噪声数据。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述获得各频率下的应力分布结果的步骤之后，所述方法还包括：

判断所述应力分布结果中的最大应力值是否超出所述悬臂结构件的屈服强度；