汽车备胎升降器支架强度分析方法技术

本发明专利技术涉及一种汽车备胎升降器支架强度分析方法，包括确定分析工况；确定静强度工况下备胎升降器系统受到的最大加速度载荷；确定垂直疲劳工况下备胎升降器系统受到的垂直方向加速度载荷；模拟固定底座及轮毂，车架，备胎升降器上部支架，升降器的轮轴，备胎升降器下部支架；结合实际建立各部件的接触关系；按照实际预设的链条初始张力，计算在链条张紧工况下备胎升降器下部支架与轮毂的接触压强；判断链条的预设张力是否合理；计算在静强度工况下备胎升降器支架的应力分布；判定支架是否满足静强度要求；计算垂直疲劳工况下备胎升降器支架的应力分布；获取支架疲劳安全系数；判定支架是否满足疲劳强度要求。方法预测详尽、客观，校核效率高。校核效率高。校核效率高。

【技术实现步骤摘要】
汽车备胎升降器支架强度分析方法


[0001]本专利技术属于备胎升降器支架
，具体涉及一种汽车备胎升降器支架强度分析方法。

技术介绍

[0002]备胎升降器是固定并控制备胎升降的机械装置，备胎升降器支架指的是备胎升降器与车架或备胎相连接的金属支架，大多是薄壁金属结构。备胎升降器上部支架连接车架，下部支架通过张紧的链条将备胎夹持固定到车架上。备胎升降器支架的结构强度性能对保证备胎安全、可靠地固定在车辆上有至关重要的作用。
[0003]目前，尚无对备胎升降器支架进行有限元仿真分析的方法。这将造成对该类支架的分析工况、具体分析方法不够明确、详尽，不能够客观地分析预测该类支架结构的静强度与疲劳强度性能；尤其，当链条预设张力过小时，则有可能在行车过程中备胎固定松垮、晃动、产生噪声，并且备胎升降器下部支架易与轮毂不断摩擦撞击造成破坏，影响备胎升降器支架的强度与系统的可靠性。对备胎升降器支架结构强度性能的预测目前是在整车道路耐久试验中完成的，周期较长；同时，由于道路试验所跑的道路路况亦各有不同，则预测结果含有一定的偶然与随机性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于提供一种汽车备胎升降器支架强度分析方法，以解决快速、可靠的对备胎升降器支架进行有限元仿真分析的问题。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种汽车备胎升降器支架强度分析方法，包括以下步骤：
[0007]A、综合用户实际使用及试验等情况，确定分析工况；
[0008]B、根据整车受载、轴荷转移及前期载荷采集等情况，确定静强度工况下该备胎升降器系统受到的最大加速度载荷；同时，获得备胎升降器系统预设的链条初始张力；
[0009]C、根据整车受载、轴荷转移及前期载荷采集等情况，确定垂直疲劳工况下该备胎升降器系统受到的垂直方向的加速度载荷；
[0010]D、用三维单元模拟固定底座及轮毂，由于备胎胎体具体形状及弹性对所分析支架的强度影响较小，将备胎胎体部分的质量等效赋在轮毂上，用二维单元模拟车架；
[0011]E、用二维单元模拟备胎升降器上部支架，用三维单元模拟备胎升降器的轮轴，用二维单元模拟备胎升降器下部支架；
[0012]F、找到链条张紧部分与轮轴的切点位置；找到备胎升降器下部支架螺栓孔中心位置点，并在该点建立弹簧单元以模拟备胎升降器下部的螺旋弹簧，弹簧单元的刚度按照螺旋弹簧实际刚度给出；用绳索单元模拟链条张紧部分，连接链条张紧部分与轮轴的切点及备胎升降器下部支架螺栓孔中心位置点的弹簧单元，不考虑链条自然垂落部分，将弹簧单元与备胎升降器下部支架中心螺栓孔周边用刚性单元连接；
[0013]G、按照实际情况建立各部件的接触关系；
[0014]H、按照实际预设的链条初始张力，对绳索单元施加预紧力，进行链条张紧工况的计算。分析备胎升降器下部支架与轮毂的接触压强是否大于阈值，若大于阈值，则链条的预设张力合理；若小于阈值，则链条的预设张力不合理，需要加大预设张力并重新进行本步计算；
[0015]I、在静强度工况下，在第H步分析的基础上对模型施加第B步中的加速度载荷，计算备胎升降器支架的应力分布；
[0016]J、将步骤I中获得的各静载工况下备胎升降器支架的应力分布，参照支架材料的力学性能，若备胎升降器支架上的最大应力小于阈值，则判定支架满足静强度要求；反之，若备胎升降器支架上的最大应力大于阈值，则判定支架不满足静强度要求；
[0017]K、在垂直疲劳工况下，在第H步分析的基础上对模型施加第C步中的加速度载荷，计算备胎升降器支架的应力分布；
[0018]L、以步骤K中所得应力分布分别作为上、下极限，输入疲劳计算的软件中，参照支架材料的力学性能，得到支架的疲劳安全系数；若疲劳安全系数大于阈值，则判定支架疲劳强度满足要求；反之，若疲劳安全系数小于阈值，则判定支架疲劳强度不满足要求。
[0019]进一步地，步骤A，具体包括以下步骤：
[0020]A1、定义备胎升降器支架的静强度工况，包括：垂直、纵向、侧向工况；
[0021]A2、定义备胎升降器支架的疲劳强度工况，即：垂直方向疲劳工况。
[0022]进一步地，步骤B，具体包括以下步骤：
[0023]B1、确定垂直工况下，该备胎升降器支架系统受到的最大加速度载荷；
[0024]B2、确定纵向工况下，该备胎升降器支架系统受到的最大加速度载荷；
[0025]B3、确定侧向工况下，该备胎升降器支架系统受到的最大加速度载荷。
[0026]进一步地，步骤C，具体包括以下步骤：
[0027]C1、确定垂直疲劳工况下，该备胎升降器支架系统受到垂直向上方向的最大加速度载荷；
[0028]C2、确定垂直疲劳工况下，该备胎升降器支架系统受到垂直向下方向的最大加速度载荷。
[0029]进一步地，步骤E，所述备胎升降器上部支架为备胎升降器前后壳体部分。
[0030]进一步地，步骤F，所找切点位置为链条张紧部分与轮轴的切点位置；模拟链条具体为绳索单元模拟链条张紧部分；所连接的切点为连接链条张紧部分与轮轴的切点。
[0031]进一步地，步骤I，具体包括以下步骤：
[0032]I1、垂直工况，对系统施加第B1步中确定的加速度载荷，计算支架的应力分布；
[0033]I2、纵向工况，对系统施加第B2步中确定的加速度载荷，计算支架的应力分布；
[0034]I3、侧向工况，对系统施加第B3步中确定的加速度载荷，计算支架的应力分布。
[0035]进一步地，步骤K，具体包括以下步骤：
[0036]K1、垂直疲劳向上工况，对系统施加第C1步中确定的加速度载荷，计算支架的应力分布；
[0037]K2、垂直疲劳向下工况，对系统施加第C2步中确定的加速度载荷，计算支架的应力分布。
[0038]进一步地，以步骤K中第K1步、第K2步中得到的支架的应力分布分别作为上、下极限。
[0039]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0040]本专利技术汽车备胎升降器支架强度分析方法，明确备胎升降器支架的有限元仿真分析方法。能够明确、详尽、客观地对该类支架的结构静强度与疲劳强度性能进行预测；该方法考虑了链条张紧力过小对支架结构强度及系统可靠性的影响。该方法能够大大提高备胎升降器支架结构强度性能校核的效率，缩短周期；同时，能够较大程度的替代试验，避免道路试验结果的偶然与随机性。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0042]图1备胎升降器系统结构图；
[0043]图2备胎升降器结构图；
[0044]图3备胎升降器系统有限元模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车备胎升降器支架强度分析方法，其特征在于，包括以下步骤：A、综合用户实际使用及试验等情况，确定分析工况；B、根据整车受载、轴荷转移及前期载荷采集等情况，确定静强度工况下该备胎升降器系统受到的最大加速度载荷；同时，获得备胎升降器系统预设的链条初始张力；C、根据整车受载、轴荷转移及前期载荷采集等情况，确定垂直疲劳工况下该备胎升降器系统受到的垂直方向的加速度载荷；D、用三维单元模拟固定底座(4)及轮毂(3)，由于备胎胎体(2)具体形状及弹性对所分析支架的强度影响较小，将备胎胎体(2)部分的质量等效赋在轮毂(3)上，用二维单元模拟车架(1)；E、用二维单元模拟备胎升降器上部支架(5)，用三维单元模拟备胎升降器的轮轴(11)，用二维单元模拟备胎升降器下部支架(7)；F、找到链条张紧部分(6)与轮轴(11)的切点位置；找到备胎升降器下部支架(7)螺栓孔中心位置点，并在该点建立弹簧单元(13)以模拟备胎升降器下部的螺旋弹簧(10)，弹簧单元(13)的刚度按照螺旋弹簧(10)实际刚度给出；用绳索单元(12)模拟链条张紧部分(6)，连接链条张紧部分(6)与轮轴(11)的切点及备胎升降器下部支架(7)螺栓孔中心位置点的弹簧单元(13)，不考虑链条自然垂落部分(9)，将弹簧单元(13)与备胎升降器下部支架(7)中心螺栓孔周边用刚性单元连接；G、按照实际情况建立各部件的接触关系；H、按照实际预设的链条初始张力，对绳索单元施加预紧力，进行链条张紧工况的计算，分析备胎升降器下部支架与轮毂的接触压强是否大于阈值，若大于阈值，则链条的预设张力合理；若小于阈值，则链条的预设张力不合理，需要加大预设张力并重新进行本步计算；I、在静强度工况下，在第H步分析的基础上对模型施加第B步中的加速度载荷，计算备胎升降器支架的应力分布；J、将步骤I中获得的各静载工况下备胎升降器支架的应力分布，参照支架材料的力学性能，若备胎升降器支架上的最大应力小于阈值，则判定支架满足静强度要求；反之，若备胎升降器支架上的最大应力大于阈值，则判定支架不满足静强度要求；K、在垂直疲劳工况下，在第H步分析的基础上对模型施加第C步中的加速度载荷，计算备胎升降器支架的应力分布；L、以步骤K中所得应力分布分别作为上、下极限，输入疲劳计算的软件中，参照支架材料的力学性能，得到支架的疲劳安全系数；若疲劳安全系数大于阈值，则判定...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，韩超，王涛，武小一，李继川，朱学武，
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：