基于CAE的汽車轉向節輕量化設計

基于CAE的汽車轉向節輕量化設計

轉向節是汽車轉向系統中的重要零件，其既承載一定的車體質量，又在汽車行駛過程中承受交變載荷和汽車制動時的制動力矩，是確保汽車安全行駛的重要零件之一。目前，大多數轉向節的生產主要采用鍛造或球墨鑄鐵鑄造兩種方法，但這兩種方法的缺點都是生產出的產品質量大，且無法生產外形復雜的轉向節。

通過使用諸如鋁合金的輕質材料可以實現車輛輕量化，對使用不同材料制成的汽車轉向節進行動態剛度分析和比較。研究表明，6061鋁合金（AA6061-T6）的動剛度比FCD600鑄鐵的動剛度高約30%。通常，具有高動態剛度的材料也具有優異的抗振性，因為動態剛度可以影響振動特性。為了采用6061鋁合金（AA6061-T6）設計更輕更可靠的底盤部件，可以在現有的轉向節上增加變截面肋來形成新的轉向節形式，再使用計算機輔助設計（CAE）來研究新的轉向節可靠性和部件質量。為了驗證所設計轉向節的可靠性，對優化后的轉向節重新劃分網格模型，進行剛度分析。由剛度分析結果可知，優化后的轉向節可滿足設計要求，且質量相對于高強度鋼和球墨鑄鐵材料更輕。采用FCD600鑄鐵制成的轉向節質量為7.12kg，而采用6061鋁合金（AA6061-T6）制成的轉向節質量為3.58kg，質量減輕了約50%。

刊名：Journal of the Korea Academia-Industrial Cooperation Society（英）

刊期：2016年第9期

作者：Kee Joo Kim et al

編譯：馬曉宇