某型轿车悬架上摆臂结构设计讲解

本科毕业论文（设计） 题目：某型轿车悬架上摆臂结构设计 姓 名： 教务处制 本科毕业论文（设计）独创承诺书 本人按照毕业论文（设计）进度计划积极开展实验（调查）研究活动，实事求是地做好实验（调查）记录，所呈交的毕业论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，论文（设计）中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。

毕业论文（设计）作者签名： 日期： I

题目：某型轿车悬架上摆臂结构设计 摘 要 随着计算机技术的快速发展，有限元分析已成为机械工程设计分析活动中不可缺少的一个重要环节，并成为计算机辅助设计领域的重要拓展方向之一，而有限元分析软件和CAD软件之间的数据转换问题则成为有限元分析软件发展所亟待解决的问题。具有强大建模功能的PROE软件所内嵌的结构分析功能则能很好的解决这个问题。本文主要介绍了P.E结构分析的基本概念和求解思想，并对悬架系统作了简要概述。利用ANSYS有限元分析软件的求解功能，对轿车上摆臂的强度和刚度进行了结构分析。得到上摆臂在不同载荷作用下的应力分布、变形情况和疲劳工况，并在此基础上对双横臂悬架进行了分析。分析结果为结构设计提供了依据，同时也简化了汽车上摆臂设计过程，提高了设计水平。 关键词： 悬架上摆臂；有限元分析；应力；结构的分析。 II

Subject:design of swing arm structure of a car Abstract With the rapid development of the new computing technologies ,Finite Element Analysis has been a necessary part of mechanical engineering design and analysis ,and it also has an extension of the Computer Aided Design.Then,the data transformation between Finite Element Analysis software and CAD software has become an urgent need in the development of FEA software.Unigraphics software,which has the fuction of structural analysis,can solve the problem preferably. The paper mainly introduces the basic conception and analysis idea of P.E structural analysis. Double-wishbone independent suspension will be analyzed and calculated with the method of the finit element analysis for the UG sofeware. Giving out the stress,fatigue and strain figure of the suspension,some numerical results have been obtained which can be used in calculations of stress.The results can be applied to design work of intension. At the same time, it simplifies the design process of suspension and improves the design level. KeyWords：Double-wishbone independent suspension Upper swing arm;Finite element analysis;Stress;structural analysis. 目 录 1 绪 论 ....................................................................................... 1 2 汽车悬架上摆臂 ....................................................................... 3 2.1上摆臂概述 ............................................................................ 3 2.2上摆臂的种类和特点 ............................................................. 3 2.21独立悬架 .............................................................................. 3 2.22非独立悬架 .......................................................................... 4 2.23独立悬架----双横臂独立悬架 ............................................ 4 3 proe软件分析功能介绍 ......................................................... 6 3.1 proe概述 .............................................................................. 7 3.2 proe的特点和优势 ............................................................. 7 3.3 proe软件的主要模块组成 ................................................... 8 4 上摆臂的结构分析过程 ...................................................... 10 4.1 上摆臂的受力分析 ............................................................ 11 4.2 悬架----上摆臂建模 ........................................................ 13 4.3网格划分图 .......................................................................... 17 4.4 悬架----上摆臂的有限元具体分析 ............................... 17 4.4.1 对上摆臂的分析 ............................................................ 18 结 论....................................................................................... 23 致 谢 .......................................................................................... 24 参考文献 ..................................................................................... 25 1

1 绪 论 随着计算机技术的迅猛发展以及信息时代的来临，促使人们以往的工作方式和思维方式发生了巨大的改变，因此对产品的设计分析产生了深远的影响，产品设计分析从传统的经验设计和判断进人现代的设计分析。有限元分析就是现代设计分析方法之一，有限元分析在工程领域应用非常广泛。工程设计中的有一项重要工作是用软件分析零件的强度和刚度，分析零部件在固定作用下产生的应力和应变，因此得出零部件是否满足要求，确保设计的可靠性。针对大多数的工程技术问题，对于物体的几何形状相对复杂或者问题的某些特征是非线性的，人求解将十分繁琐。于是借助于计算机得到满足工程要求的数值解成为当代工程学重要要领之一。 proe包涵了产业设计中的制造、装配、加工、仿真和分析等范围。期中仿真和分析功能便捷的实现对产品结构的有限元分析。作为一个集计算机辅助设计、制造和工程分析的三维参数化软件，proe的构造(Structures)设计提供了有限元分析功能。在proe建模应用中完成零部件三维造型后，就可以进去到结构分析和优化分析。 双横臂悬架是相对复杂的空间机构，根据上、下横臂的长短差异可分为等长和不等长两种。对于不等长双横臂悬架，合理地选择结构参数和恰当地布置，就可以将轮距和车轮定位参数的初始值及其变化限定在固定范围内，保持良好的行使稳定性，并能使悬架与转向杆系的运动减小干预，不易发生跳摆，因此得到了广泛的应用。双横臂独立悬架上摆臂多用于轿车和轻型客货车的前悬架上，在麦弗逊悬架车来，双横臂独立悬架曾逐渐被麦弗逊悬架所取代，但是进入九十年代以来，随着轿车豪华化和性能高化，用该结构的车种不停增长，在一些对平顺性和操作稳定性要求较高的汽车上，不止前悬架，并且后悬架也使用了双横臂悬架，上摆臂的功能性也是汽车悬架系统中的一部分。 本文主要讲诉了在proe构造分析模块中对某商务车前悬架上摆臂的分析。通过对悬架结构受力的简化，先计算出各种工况下情况，并特别考虑了危险的组合工况。在经过proe建模和结构分析模块的处理后，得出了基