[发明专利]一种副车架衬套装配结构的夹持刚度的分析方法

说明书

本发明涉及汽车技术领域，具体公开了一种副车架衬套装配结构的夹持刚度的分析方法。本发明提供的副车架衬套装配结构的夹持刚度的分析方法中通过确保衬套内套筒与耳片完全贴合后，获取衬套内套筒的内套筒截面载荷F_n，并获取在F_n＝0时的螺栓预紧力F_s0的方式，计算衬套装配结构的夹持刚度，F_n＝0是衬套内套筒与耳片接触的临界状态，此时的载荷即为耳片夹持变形Δ时对应的螺栓预紧力，记为F_s0，使用该方法能准确判定耳片夹持变形Δ时对应的螺栓预紧力，进而能精确的获得副车架衬套装配结构的夹持刚度。

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种副车架衬套装配结构的夹持刚度的分析方法。

背景技术

衬套连接是汽车悬架零部件之间一种常用的连接方式，通常衬套与螺栓搭配使用实现连接件之间的装配。一般来说，在此类衬套连接结构中，衬套固定在一个连接件上，利用另一个连接件夹持衬套，夹持衬套的连接件称为夹持件，夹持件和衬套间采用螺栓预紧保证夹持效果。衬套内套筒与夹持件间采用间隙装配，螺栓预紧时一部分预紧力克服设计间隙，但是会出现衬套装配结构的夹持刚度问题。

如图1所示，汽车的副车架4与控制臂之间多采用衬套连接方式进行装配，副车架4通过耳片41夹紧衬套内套筒2实现衬套连接，衬套螺栓1穿设耳片41和衬套内套筒2并且螺接有衬套螺母3，以使耳片41和衬套内套筒2之间保持夹紧效果，因此需要进行衬套夹持刚度分析。目前衬套装配结构的夹持刚度的计算主要采用有限元法，首先根据衬套螺栓1的规格及力矩确定预紧力F，在两侧夹持件上各取一点作为监测点，监测点间的距离变化作为夹持件的变形，通过载荷和变形计算衬套结构的夹持刚度。这种方法精度存在提高空间，首先实际情况中大部分夹持件的夹持部位为悬臂结构，在预紧力的作用下，夹持件不同位置的变形不一致，因此监测点之间的距离变化也不能完全体现夹持件的变形，载荷-位移曲线也不能保证完全线性，基于这种载荷和变形得到的刚度分析结果精度需要提升。

参照图1，夹持刚度k＝F/Δ，在衬套夹持刚度的计算中，唯一能确定的已知量是衬套内套筒与副车架耳片的装配间隙Δ。如果能够通过数值拟合得到副车架耳片夹持变形Δ时的预紧力F，就能精确的获得副车架的夹持刚度。而实际情况中衬套内套筒与副车架耳片的接触是“部分接触至完全接触”过程，耳片夹持变形Δ时对应的是一段过程，并非一个确定的时刻，在这个过程中螺栓预紧力不断变化，因此耳片夹持变形Δ时预紧力不能准确判定。

因此，亟需提供一种副车架衬套装配结构的夹持刚度的分析方法以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种副车架衬套装配结构的夹持刚度的分析方法，能精确的获得副车架衬套装配结构的夹持刚度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种副车架衬套装配结构的夹持刚度的分析方法，所述分析方法包括：

建立副车架衬套装配结构的有限元模型；

定义所述有限元模型的材料；

定义衬套螺栓与耳片、衬套内套筒与所述耳片、衬套螺母与所述耳片的接触关系；

施加所述有限元模型的边界条件；

在所述衬套螺栓预紧面参考点加载螺栓预紧力F_p，并设定固定加载步长为ΔF_p；

完成所述衬套螺栓预紧工况CAE计算，并使衬套内套筒与所述耳片完全贴合；

获取所述衬套内套筒的内套筒截面载荷F_n，并获取在F_n＝0时的螺栓预紧力F_s0；

计算所述副车架衬套装配结构的夹持刚度k＝F_s0/Δ，其中，Δ为耳片夹持变形。