世界關注：ABAQUS 在車輛駐車制動系統中的應用

2023-06-25 12:34:04 來源 : 博客園

本文以長城汽車某款轎車的駐車制動拉線支架結構優化為工程背景，通過運用仿真分析方法，解決實際工程問題。

在汽車市場競爭日益激烈的今天，汽車廠商最關注的是如何以最快的速度開發出高品質、低能耗、低成本的汽車，以適應市場不斷變化的要求。由于開發一款全新轎車的投資巨大，且開發周期長，開發風險越來越大。如何在快速有效的提升開發產品可信度，已經成為汽車業界重點考慮的問題。

仿真分析是指在三維實體建模的基礎上，按實際條件進行仿真和結構分析，按性能要求進行設計和綜合評價，以便從多個方案中選擇最佳方案，或者直接進行設計優化。

(資料圖片僅供參考)

本文以長城汽車某款轎車結構中駐車制動拉索支架匹配為例，詳細介紹ABAQUS仿真分析方法在方案優化過程中的應用。

概述

為響應長城汽車股份有限公司“三高”戰略號召，提高產品的市場競爭力，長城汽車某款轎車在年度改款時，將原款車型的后輪鼓式制動改為盤式制動。初始設計方案完成后，相關設計人員借助ABAQUS仿真分析方法對制動系統進行分析驗證，以消除制動系統的潛在失效風險。

結構分析

駐車制動系統是車輛系統的重要組成部分，其主要作用是車輛靜止時，為車輛提供持續的制動力，以保持車輛姿態的穩定性。駐車制動系統工作原理：當車輛需要駐車時，通過拉動制動手柄1，使支架2轉動，進而使拉線3向車輛前方移動。拉線3通過拉索支架4提供的反作用力，帶動支架6轉動，進而使制動鉗7夾緊制動盤8，最終完成駐車動作。

駐車拉索支架作為駐車制動系統的重要部件，其強度直接關系到駐車制動系統的穩定性以及車輛使用的安全性。

仿真分析

4.1 仿真建模

根據已有的三維CAD 模型，利用通用前處理軟件建立駐車拉索支架系統的簡化模型（如下圖），模型中輪轂支架采用 SOLID 單元模擬，拉索支架采用 SHELL 單元模擬，并考慮支架所用材料的非線性。

模型單元數量3399，采用 ABAQUS/Standard 求解器進行分析計算。

4.2 加載工況

約束：約束輪轂支架與縱臂搭接位置三個平面節點的6個自由度；

載荷：沿拉線軸線施加集中力F；

4.3 分析計算結果

原始設計方案，駐車拉索支架上最大應力353MPa,達到所用材料的屈服極限，支架產生永久變形。

4.4 結構改進

經分析可以認為，拉索支架為抗彎剛度偏弱導致?；趩栴}發生機理，提出拉索支架的改進結構。

改進方案在保持原始設計方案厚度不變基礎上，增加兩個翻邊并加大過渡圓角。

4.5 改進結構分析結果：

改進方案駐車拉索支架上最大應力250MPa,低于其所用材料的屈服極限，塑性變形消除。

5結論

跟傳統的驗證方法相比，ABAQUS仿真分析方法在很大程度上替代了傳統設計中資源消耗極大的“物

理樣機驗證設計”過程，大幅縮短開發時間，降低開發成本。

參考文獻

1. 石亦平，周玉蓉．Abaqus有限元分析實例詳解．機械工業出版社，2006．

2.《汽車工程手冊》編輯委員會，《汽車工程手冊》，北京，人民交通出版社，2001.6.

3.《Abaqus Analysis User"s Manua》