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汽車結(jié)構(gòu)強度分析是保證汽車安全性、可靠性、耐久性的重要指標，因此汽車結(jié)構(gòu)強度分析也是CAE技術(shù)在汽車工程中應(yīng)用最廣泛的方面之一。通過強度分析可以得到結(jié)構(gòu)應(yīng)力、位移分布情況，通過這些分布情況可以判斷結(jié)構(gòu)在工作載荷作用下是否安全、可靠，結(jié)構(gòu)的哪些部位會產(chǎn)生應(yīng)力集中，哪些部位強度不夠，以便對結(jié)構(gòu)進行改進設(shè)計。本研究將從CAE仿真應(yīng)用角度結(jié)合理論分析和工程實踐，給出解決扭力梁安裝支座強度失效問題的方案。
在非獨立后懸架系列中，目前沒有發(fā)現(xiàn)比扭力梁式后懸架性能更優(yōu)秀的懸架。雪鐵龍、大眾和日本的不少轎車的后懸架采用這種結(jié)構(gòu)，東風(fēng)汽車股份有限公司開發(fā)的某車型中也是采用此結(jié)構(gòu)。該車型在整車耐久性試驗過程中，扭力梁安裝支座處的車身出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，針對此問題，設(shè)計師新設(shè)計了三種結(jié)構(gòu)的扭力梁安裝支座，希望通過有限元分析，選取最優(yōu)方案，并能解決問題。以扭力梁安裝支座為分析對象時，為反映扭力梁安裝支座與車身連接具有一定的柔性，避免應(yīng)力集中，同時考察扭力梁安裝支座附近的車身在極限工況下是否會出現(xiàn)強度失效問題，需將扭力梁安裝支座和其附近的車身作為一整體來分析。扭力梁安裝支座和其附近車身三維CAD模型，采用HYPERMESH軟件建立有限元模型，方案1(沖壓件)、方案2(沖壓件)和車身采用殼單元進行網(wǎng)格劃分，方案3(鑄件)采用體單元劃分網(wǎng)格，零件之間使用RBE2連接，有限元模型如圖所示。
車身縱梁材料為H260YD+ZF，縱梁第四舷外支架材料為DC54D+ZF，后輪罩材料為DC03，扭力梁安裝支座方案1、方案2及方案3材料分別為SAPH440和QT400-15-2。
懸架系統(tǒng)承受路面沖擊載荷的大小與車輛行駛加速度、路面狀況和載重量等因素有關(guān)。本研究主要分析三種極限工況下扭力梁安裝支座及其附近車身的強度。計算工況的確定：主要考察扭力梁安裝支座及其附近車身在汽車上跳3g、轉(zhuǎn)向1g和加速0.59時能否承受的工作載荷，相關(guān)的量值己通過多體動力學(xué)軟件計算得出，結(jié)果如表所示。從表可以得出，上跳3g和加速0.5g時，扭力梁左右安裝點的載荷大小相等，所以只需從扭力梁左右安裝支座中選取一個進行校核即可，選取扭力梁右安裝支座，但在轉(zhuǎn)向1g時，扭力梁左右安裝點的載荷不一樣，所以扭力梁左右安裝支座都需校核。將其反作用力作為輸入，施加到扭力梁安裝點處，車身前后兩端完全約束。
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