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某型越野車后橫向拉桿結構優化設計及分析
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- 某型越野車后橫向拉桿結構優化設計及分析
摘要：針對某型越野車后橫向拉桿結構優化設計需求，運用CAD技術建立了改進前、后三維實體模型，利用CAE技術建立了兩種結構的有限元分析模型，并對其在同等載荷情況下的受力進行了對比分析，驗證了優化設計的合理性及有效性。
關鍵詞：后橫向拉桿；優化設計；有限元分析；Hyperworks
1 設計及分析的實現方法
利用CAD三維軟件建立改進前與改進后兩種結構后橫向拉桿的三維實體模型，通過借口程序進行格式轉化后，導入Hyperworks10.0軟件中進行有限元建模等前處理工作，并直接采用Hyperworks10.0中的Optistruct模塊進行求解和有限元后處理工作。通過施加同等載荷對兩個不同結構和材料的后橫向拉桿進行對比分析，獲得改進后的后橫向拉桿結構是否能滿足整車性能要求的相關信息。
在這里值得一提的是有限元前處理中CAD技術的運用。在機械結構有限元分析前處理中，利用有限元軟件的建模功能，雖然可以建立三維實體模型，但需要占用較多的工作量。因此，我們是通過CAD軟件來實現機械結構的三維實體建模，并且為了便于進行有限元分析時網格的劃分，在三維實體建模過程，我們可忽略一些細微結構對整體分析的影響。
2 后橫向拉桿三維幾何模型的建立
2.1 現用結構分析及建模
根據汽車廠提供的現用結構后橫向拉桿(如圖1)二維圖紙資料，我們可以看出，現用結構中，拉桿主體是一材質為20#、直徑為Φ25.4mm、壁厚2.9mm的無縫鋼管。鋼管一段焊接有套管，其中壓裝有橡膠襯套；另一端連接球銷接頭，并通過鉚接方式固定其上。這種結構雖然在使用過程中尚未出現斷裂等不良事故。但從其結構本身來講，影響總成強度及使用性能的因素較多。不僅僅有鋼管自身的強度，還包括套管的焊接強度、球銷接頭的鉚接強度等等。同時，正如眾多消費者反饋的一樣，該結構常見于低端車型，在中高端車型上較為少見，確實有改進的必要。
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