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在汽車產(chǎn)品的研制過程中，需要對零部件進行大量的強度與耐久性試驗，包括臺架試驗和整車道路試驗，這些試驗不僅試驗費用高、周期長，而且問題大多是出現(xiàn)在產(chǎn)品具備樣件之后，對設(shè)計更改帶來一定的難度。通過有限元分析，可以在產(chǎn)品設(shè)計初期或產(chǎn)品實現(xiàn)前對結(jié)構(gòu)強度進行粗略評價，找到結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，提出合理的改進方案。
強度分析的內(nèi)容是反映結(jié)構(gòu)抵抗破壞能力的一種標志，進行懸架強度分析是因為所有來自路面的載荷都要由懸架作用至車架或車身。懸架是汽車重要的承載部件，其結(jié)構(gòu)強度是設(shè)計過程中需關(guān)注的重要內(nèi)容之一，懸架必須要滿足一定的強度要求。
懸架強度分析常用的2種方法為：零部件級分析方法和系統(tǒng)級分析方法。采用多體動力學方法得到懸架硬點載荷，對單一結(jié)構(gòu)進行分析的方法稱為零部件級分析。零部件級分析方法原理簡單，而且容易將分析過程流程化、規(guī)范化，從而保證分析結(jié)果的準確性和一致性。一般來說，在整車開發(fā)的初期，最初確定的是一些重要硬點(部件與部件之間的連接點)的位置及相關(guān)參數(shù)，然后由設(shè)計人員根據(jù)這些信息對相關(guān)零部件進行初步概念設(shè)計，在此階段需要對單個零部件的結(jié)構(gòu)強度及耐久性進行分析，并針對存在的問題提出改進意見，指導結(jié)構(gòu)設(shè)計，使之逐步趨于合理。從分析規(guī)模上來看，單個零部件分析的計算時間短，占用空間小，對計算機的性能要求不高，比較適合于設(shè)計初期結(jié)構(gòu)改進中的多次反復分析驗證。首先，對于大多數(shù)底盤零部件的分析來說，需要相關(guān)的受力分析提供載荷輸入，可以通過多體動力學分析計算輸出得到相關(guān)硬點的載荷。其次，在單個零部件的分析中，邊界條件是一個很難處理的問題。邊界條件的正確與否，直接影響到分析結(jié)果的可信度。因此，零部件級方法要求分析人員對分析對象的各種特征、連接關(guān)系以及作用等有深刻的認識。最后，當結(jié)構(gòu)應力超過材料的屈服極限時，該方法不能給出正確的分析結(jié)果。這是因為多體動力學不能考慮結(jié)構(gòu)本身的塑性變形，多體動力學即使引入柔性體，也僅限于線彈性變形范圍，因此，當結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性變形時，應用多體動力學方法無法得到正確的載荷數(shù)據(jù)，更無法保證應力結(jié)果的正確性。獲取整車相關(guān)參數(shù)*建立前/后懸架或整體的多體模型*動力學分析提取硬點載荷*代入有限元模型中分析求解。
以整個懸架為基礎(chǔ)，同時考慮襯套、限位塊剛店以及零部件間相互運動的影響的分析方法稱為系統(tǒng)分析方法。系統(tǒng)級分析方法由于能夠考慮幾乎所有懸架本身特性，如非線性連接關(guān)系、運動關(guān)系等特性，因而可以得到更為準確的分析結(jié)果。單個零部件的先析只能考察零部件的品質(zhì)，很多零部件連接在一起，成一個系統(tǒng)后，還要對整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可靠性進行先析，即系統(tǒng)總成分析。一般來說，系統(tǒng)總成的分析是在系統(tǒng)各個零部件的幾何模型確定后進行的。在系統(tǒng)總成的分析中，各個零部件都是以柔性體的形式存在，可以考慮各個零部件的變形對其他相鄰部件的影響，同時部件與部件連接處的模擬更接近真實情況，因此與單個零部件分析相比，總成分析的結(jié)果精度更高，指導意義更大。另外，從邊界和載荷條件來看，系統(tǒng)總成的約束條件比較簡單，工況載荷比較容易計算。在懸架總成分析中，只需要對懸架與車身的連接點進行約束就可以了，載荷主要作用在車輪中心，根據(jù)整車的相關(guān)參數(shù)可以很容易求得。
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