汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法，包括如下步骤：获取所述紧固件及其所承载的零部件上的各连接点的载荷数据；分别对所述紧固件以及所述零部件进行beam单元模拟以及网格划分以得到有限元模型；在所述有限元模型中加载所述载荷数据并进行惯性释放分析以得到所述紧固件的强度数据。根据本发明专利技术提出的汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法，由于采用beam单元模拟对紧固件进行有限元建模，在简化有限元模型的基础上大大减小了相关计算量，故而相对于采用传统的建立六面体有限元模型的方法更为高效，且具有良好的稳健性。

【技术实现步骤摘要】
汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法
本专利技术涉及汽车零部件测试
，特别涉及一种汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法。
技术介绍
近年来，随着汽车行业竞争的逐步加剧，客户对汽车的质量标准也正在逐步提高。其中，汽车底盘系统作为整车最重要的系统之一，其可靠性的强弱往往直接决定了汽车的可靠性能，而对汽车底盘而言，螺栓紧固件又是其中最重要的连接部件之一，若螺栓紧固件的强度不满足要求而导致其在客户使用过程中发生松脱或者断裂的问题，将直接对车辆的行驶安全造成巨大的威胁。一般的，对汽车底盘而言，其中的螺栓紧固件不仅数量繁多，其连接关系也较为复杂。例如轮网和轮毂通常采用6或8个螺栓紧固件进行紧固作用，而转向节与拖曳臂通常用三个螺栓紧固件进行紧固连接，并且汽车在行驶过程中每个螺栓紧固件的受力不均匀，因此需要对各螺栓紧固件的强度进行分析。目前广泛使用的基于有限元模型(对螺栓紧固件进行六面体建模)的螺栓强度的检测方法，其计算量非常巨大，并且该方法对网格建模质量非常敏感，其求解精度在很大程度上取决于螺栓紧固件的网格建模质量，故而在实际应用过程中不仅效率低下，而且稳健性不高。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的是为了解决现有的对紧固件进行强度分析时存在效率低下且稳健性不高的问题，以较为高效地对紧固件的强度数据进行验证分析。本专利技术提出一种汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法，包括：获取所述紧固件及其所承载的零部件上的各连接点的载荷数据；分别对所述紧固件以及所述零部件进行beam单元模拟以及网格划分以得到有限元模型；在所述有限元模型中加载所述载荷数据并进行惯性释放分析以得到所述紧固件的强度数据。根据本专利技术提出的汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法，由于采用beam单元模拟对紧固件进行有限元建模，在简化有限元模型的基础上大大减小了相关计算量，故而相对于采用传统的建立六面体有限元模型的方法更为高效，且具有良好的稳健性。该汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法可以有效防止汽车悬挂系统紧固件在使用过程中发生松脱或者断裂的问题，对提高产品可靠性、缩短产品开发周期和减少实车试验成本具有重大意义。另外，根据本专利技术上述实施例中的汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述获取所述紧固件及其所承载的零部件上的各连接点的载荷数据的步骤具体包括：对所述汽车悬挂系统根据其结构参数进行多体动力学建模型并对其进行标定；根据所述多体动力学模型计算所述紧固件及所述零部件上的所述各连接点的所述载荷数据。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述多体动力学模型计算所述紧固件及所述零部件上的所述各连接点的所述载荷数据的步骤具体包括：在所述多体动力学模型中加载所述汽车在不同工况下的轮胎接地点载荷；根据所述轮胎接地点载荷计算所述紧固件及所述零部件上的各连接点的所述载荷数据。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述强度数据包括所述紧固件的最大轴向力以及最大剪切力，其中在所述有限元模型中加载所述载荷数据并进行惯性释放分析以得到所述紧固件的强度数据的步骤之后，所述方法还包括：比较所述最大轴向力以及所述最大剪切力是否均小于所述紧固件的最大预紧力的一半；若所述最大轴向力以及所述最大剪切力均小于所述最大预紧力的一半，则确定所述紧固件符合强度要求。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，其中在所述有限元模型中加载所述载荷数据并进行惯性释放分析以得到所述紧固件的强度数据的步骤之后，所述方法还包括：判断所述最大剪切力是否小于所述紧固件的滑移极限值，其中所述滑移极限值为所述最大预紧力的0.15倍；若是，则确定所述紧固件不发生滑移。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在所述分别对所述紧固件以及所述零部件进行beam单元模拟以及网格划分以得到有限元模型的步骤中；所述beam单元的直径与所述紧固件的直径相等，所述紧固件与所述零部件之间采用rb2单元的方式进行刚性连接。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在所述分别对所述紧固件以及所述零部件进行beam单元模拟以及网格划分以得到有限元模型的步骤中；进行所述网格划分所对应的网格尺寸为3-5mm、翘曲<10°、雅克比矩阵特征值>0.7、网格长宽比<5、体网格质量坍塌度>0.35。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述结构参数为所述汽车悬挂系统的硬点位置信息、部件质心信息、部件质量惯量信息、衬套刚度信息、减震器参数信息以及弹簧刚度信息中的一个或多个。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述不同工况为上跳、过坑、制动、加速、转弯或转弯制动中的一种或多种。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，建立所述有限元模型的建模软件为Hypermesh、ANSYS、Patran/Nastran或Abaqus中的任一个。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1为本专利技术第一实施例中汽车悬挂系统紧固件强度检测方法的流程示意图；图2为本专利技术第二实施例中汽车悬挂系统紧固件强度检测方法的流程示意图；图3为本专利技术第三实施例中汽车悬挂系统紧固件强度检测方法的流程示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参阅图1，对于本专利技术第一实施例中的汽车悬挂系统紧固件强度检测方法，至少包括如下步骤：S101，获取所述紧固件及其所承载的零部件上的各连接点的载荷数据。具体的，在本实施例中，所述汽车悬挂系统即为汽车底盘，所述紧固件通常为螺栓紧固件。对于汽车底盘而言，其包括很多的零部件，而这些零部件主要是通过衬套以及螺栓进行连接。在本实施例中，所述连接点指的是零部件之间用衬套连接的部位，该部位的载荷是可以用多体动力学模型方便的计算出来的，而后再通过有限元模型计算以得到螺栓轴向力以及剪切力。此外，螺栓连接的几个零部件所构成的小系统我们称之为小总成。在本专利技术中，由于计算得到所述螺栓紧固件的强度数据时必须先获取上述连接点处的载荷数据。具体的，在本实施例中，获取上述连接点处的载荷数据的方法有两种：一种是通过实测的方法直接测出对应连接点处的载荷数据；另一种则是先基于汽车底盘的相关结构参数建立多体动力学模型，然后实测出该汽车在不同道路工况下的轮胎接地点载荷，在所述多体动力学模型中加载所述轮胎接地点载荷求算得到对应连接点处的载荷数据。在此需要指出的是，由于第二种获取连接点载荷数据的方法是基于实测获取的轮胎接地点载荷然后在多体动力学模型中求算得到的，为一个理论求算值，与上述第一种直接实测得到的连接点处的载荷数据可能存在一定的偏差，具体的偏差数值在标准误差范围内皆认为符合要求。S102，分别对所述紧固件以及所述零部件进行beam单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法，其特征在于，包括：获取所述紧固件及其所承载的零部件上的各连接点的载荷数据；分别对所述紧固件以及所述零部件进行beam单元模拟以及网格划分以得到有限元模型；在所述有限元模型中加载所述载荷数据并进行惯性释放分析以得到所述紧固件的强度数据。

【技术特征摘要】
1.一种汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法，其特征在于，包括：获取所述紧固件及其所承载的零部件上的各连接点的载荷数据；分别对所述紧固件以及所述零部件进行beam单元模拟以及网格划分以得到有限元模型；在所述有限元模型中加载所述载荷数据并进行惯性释放分析以得到所述紧固件的强度数据。2.根据权利要求1所述的汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法，其特征在于，所述获取所述紧固件及其所承载的零部件上的各连接点的载荷数据的步骤具体包括：对所述汽车悬挂系统根据其结构参数进行多体动力学建模型并对其进行标定；根据所述多体动力学模型计算所述紧固件及所述零部件上的所述各连接点的所述载荷数据。3.根据权利要求2所述的汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法，其特征在于，所述根据所述多体动力学模型计算所述紧固件及所述零部件上的所述各连接点的所述载荷数据的步骤具体包括：在所述多体动力学模型中加载所述汽车在不同工况下的轮胎接地点载荷；根据所述轮胎接地点载荷计算所述紧固件及所述零部件上的各连接点的所述载荷数据。4.根据权利要求1所述的汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法，其特征在于，所述强度数据包括所述紧固件的最大轴向力以及最大剪切力，其中在所述有限元模型中加载所述载荷数据并进行惯性释放分析以得到所述紧固件的强度数据的步骤之后，所述方法还包括：比较所述最大轴向力以及所述最大剪切力是否均小于所述紧固件的最大预紧力的一半；若所述最大轴向力以及所述最大剪切力均小于所述最大预紧力的一半，则确定所述紧固件符合强度要求。5.根据权利要求4所述的汽车悬挂系统紧固件强度的检测方法，其特征在于，其中在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈为欢，段龙杨，余显忠，黄晖，邱星，邱祖峰，
申请(专利权)人：江铃汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36