【技术实现步骤摘要】
一种确定前转向节球头连接结构轴力损失的方法和装置
[0001]本专利技术涉及汽车
，具体的说是一种确定双横臂式前转向节球头连接结构在误用工况下的轴力损失的方法和装置。
技术介绍
[0002]双横臂式前悬架结构具有横向刚度大、抗倾性能优异、抓地性能好等优点，被广泛应用于车身宽大的豪华轿车、全尺寸SUV、皮卡甚至超级跑车上。双横臂式前转向节是汽车底盘前悬系统中重要零件之一，转向节作为一种支撑和连接结构，负责传递并承受汽车车轮载荷。转向节与位于控制臂和转向拉杆顶端的球头销相连，保证零部件之间可发生相对运动，以实现车轮的上下跳动和转向。
[0003]转向节在工作过程中，由于用户使用不当发生的误用工况，包括轮心向前大负荷、轮心向后大负荷，轮心向上大负荷、接地点向内大负荷、扭转大负荷等工况，转向节球头连接结构要承受较大的、多变的冲击载荷作用。为了保证车辆的操控性和安全性，转向节球头连接结构设计时需要满足在车辆在误用工况下不应出现较大的轴力损失。因为一旦发生轴力损失不容易察觉，会影响转向节球头连接结构的使用寿命，带来安全隐患...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种确定前转向节球头连接结构轴力损失的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、建立转向节(1)、球头螺栓(2)、衬套(3)和螺母(4)的有限元模型；步骤二、定义各零件的连接关系；步骤三、计算球头螺栓(2)的初始轴力；步骤四、定义各零件非线性材料属性；步骤五、定义边界条件；步骤六、施加步骤二的衬套(3)与转向节(1)过盈量；步骤七、预紧过程通过预紧面施加步骤三的球头螺栓(2)的初始轴力；步骤八、加载过程采用fixed方法保持球头螺栓(2)长度不变，在球头点(7)施加误用工况载荷；步骤九、卸载过程采用fixed方法保持球头螺栓(2)长度不变，将误用载荷卸载至零；步骤十、将有限元模型导入商业有限元分析软件，采用隐式求解的方法，同时考虑几何非线性和材料非线性进行分析计算；步骤十一、输出预紧过程、加载过程和卸载过程三个阶段球头螺栓(2)预紧面合力SOF与时间曲线；步骤十二、计算得出球头螺栓(2)轴力损失情况。2.根据权利要求1所述的一种确定前转向节球头连接结构轴力损失的方法，其特征在于，步骤一，所述转向节(1)建模采用二阶四面体单元；所述球头螺栓(2)、衬套(3)是通过二维模型旋转得出，建模采用六面体单元；所述螺母(4)建模采用六面体单元。3.根据权利要求1所述的一种确定前转向节球头连接结构轴力损失的方法，其特征在于，步骤二，包括建立球头点(7)与球面分布耦合约束关系；建立衬套(3)与转向节(1)过盈配合关系，接触面主面为衬套(3)，从面为转向节(1)；建立球头点(7)与衬套(3)滑动接触关系，接触面主面为球头点(7)，从面为衬套(3)；建立螺母(4)与转向节(1)滑动接触关系，接触面主面为螺母(4)，从面为转向节(1)；定义球头螺栓(2)预紧面；建立球头点(7)和螺母(4)绑定约束关系。4.根据权利要求1所述的一种确定前转向节球头连接结构轴力损失的方法，其特征在于，步骤三，考虑球头螺栓(2)屈服强度利用率、螺栓基本参数、螺纹最小摩擦系数，根据如下公式计算球头螺栓(2)初始轴力：式中：F为螺栓轴力；A0为螺栓最小截面积，单位为mm2；d0为螺栓最小截面的直径，单位为mm；d2为螺纹中经，单位为mm；R
P0.2min
为螺栓屈服强度，单位为兆帕MPa；ν为螺栓屈服强度利用率；
μ
Gmin
为螺纹最小摩擦系数；P为螺距。5.根据权利要求1所述的一种确定前转向节球头连接结构轴力损失的方法，其特征在于，步骤四，定义各零件的非线性材料属性，按公式(2)、(3)定义各零件材料的非线性属性，即材料的真实应力和真实塑料应变的曲线；R
t
＝K(e
t
)
n
(2)e
t
＝e
p
+e
s
(3)式中：R
t
为真实应力，单位为兆帕MPa；K为硬化系数，是真实应变等于1时的真实应力；n为应变硬化指数，反映金属材料抵抗均匀塑性变形的能力；e
t
为真实应变；e
p
为真实塑性应变；e
s
为屈服应变，即屈服强度点对应的塑性应变；在已知硬化指数...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜大鑫，韩超，朱学武，陈磊，王微，王涛，武小一，李继川，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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