不同工況對汽車前橋的受力影響
在不考慮主銷與轉(zhuǎn)向節(jié)框、主銷與橋殼之間間隙量的前提下,利用有限元非線性軟件Abaqus對車橋進(jìn)行不平路面沖擊工況、緊急制動工況、側(cè)向力行駛工況、加速行駛工況四個工況的靜力分析。
當(dāng)汽車滿載靜止在水平路面時,鋼板彈簧座將汽車的簧上質(zhì)量傳遞到汽車前橋,輪轂軸承將車輪受到大小為FV,方向豎直向上的地面作用力傳遞到汽車車橋半軸套管,橋殼則承受大小為FV-gw(gw代表單側(cè)輪胎自重),當(dāng)汽車在不平路面上高速行駛時,前橋除承受靜載荷外,還要承受路面沖擊載荷,以動載荷系數(shù)來考慮。不平路面沖擊工況車橋受力分析圖如下圖所示:
根據(jù)不平路面沖擊工況下車橋的受力分析,約束左鋼板彈簧座處234自由度,右鋼板彈簧座處1234自由度(自由度1、2、3分別表示x、y、z方向移動自由度,4、5、6分別表示x、y、z方向轉(zhuǎn)動自由度);在車橋半軸套管上左右輪胎中心線處施加豎直向上的載荷Fv,其大小由公式(3-1)計(jì)算。FV=kd(G22⁄−gw)≈kd∗G22⁄=428750N (3−1) 式中G2表示汽車滿載靜止在水平路面時,車橋給地面的載荷;gw表示單側(cè)車輪的重量(包括內(nèi)部齒輪傳動件和輪轂等零部件),由于gw?G2/2,一般用G22⁄近似替代G22⁄−gw;kd表示沖擊動載荷系數(shù)。
首先在不考慮主銷與橋殼、主銷與轉(zhuǎn)向節(jié)框配合間隙的前提下,對汽車車橋進(jìn)行不平路面沖擊工況、緊急制動工況、側(cè)向力行駛工況、加速行駛工況四個典型工況的靜強(qiáng)度分析。然后探討了在側(cè)向力工況下主銷與車橋、主銷與轉(zhuǎn)向節(jié)框的間隙量同主銷應(yīng)力的影響。得出配合公差對主銷應(yīng)力影響較大,隨著間隙量增加,主銷應(yīng)力有較大提升,可以通過修改主銷結(jié)構(gòu)來降低配合公差對主銷應(yīng)力的影響。