[发明专利]一种提升转向节臂承载能力仿真精度的方法

权利要求书

1.一种提升转向节臂承载能力仿真精度的方法，其特征在于包括如下内容：

步骤一，基于转向节(1)、球头销螺栓(3)、内套筒(5)和球头螺母(4)的三维模型，利用软件对各三维模型划分有限元网格，转向节用二阶四面体单元、球头销螺栓(3)采用二阶四面体单元、内套筒(5)和球头螺母(4)均采用一阶六面体单元，并赋予结构材料及截面属性；

步骤二，建立转向节(1)与内套筒(5)之间的过盈配合关系、建立球头销螺栓(3)与内套筒(5)之间的接触关系、建立球头螺母(4)与球头销螺栓(3)之间的绑定关系、建立球头螺母(4)与转向节(1)之间的接触关系；

步骤三，分三个加载过程进行仿真加载：如图(2)所示；

A.仿真加载第一个载荷步是内套筒(5)与转向节(1)之间的过盈配合，并记录载荷作用点此时的位移，求解载荷作用点三个方向的位移分量，分别记为x1_过盈配合、x2_过盈配合和x3_过盈配合；

B.仿真加载第二个载荷步是在球头螺母(4)处施加的预紧力，并记录载荷作用点的位移，求解载荷作用点三个方向的位移分量，分别记为x1_螺栓预紧、x2_螺栓预紧和x3_螺栓预紧；

C.仿真加载第三个载荷步是在转向拉杆外点7所在的球头销螺栓(3)处沿着拉杆方向按照相同的载荷增量将所要加载的总载荷分为增量步逐级多次加载，直至施加至100000N载荷，并记录每次增加载荷时载荷作用点的位移，并求解出每次增加载荷时载荷作用点三个方向的位移分量x1_施加、x2_施加和x3_施加；

步骤四，对步骤三的C中得到的载荷作用点三个方向的位移分量进行修正：

每次增加载荷时，载荷作用点在三个方向的修正后位移分量y1、y2和y3分别按照下式计算：

y1＝x1_施加-x1_螺栓预紧

y2＝x2_施加-x2_螺栓预紧

y3＝x3_施加-x3_螺栓预紧；

步骤五，对载荷作用点在三个方向的修正后位移分量y1、y2和y3的平方和再开方得到载荷作用点修正后合位移y_合；

以载荷作用点修正后合位移为横坐标，以施加的载荷大小为纵坐标绘制载荷位移曲线图；

步骤六，当载荷位移曲线图中曲线的斜率变化率第一次降至50％时，认为结构整体发生屈服，此时对应的施加载荷大小即为转向节转向拉杆臂承载能力。

2.根据权利要求1所述的一种提升转向节臂承载能力仿真精度的方法，其特征在于所述步骤一在利用Hypermesh有限元软件对各三维模型划分有限元网格。

3.根据权利要求1所述的一种提升转向节臂承载能力仿真精度的方法，其特征在于所述步骤三通过ABAQUS软件求解出载荷作用点三个方向的位移分量。

4.根据权利要求1所述的一种提升转向节臂承载能力仿真精度的方法，其特征在于所述步骤四和步骤五均利用EXCEL软件进行数据记录和处理，并绘制载荷位移曲线图。

5.根据权利要求1所述的一种提升转向节臂承载能力仿真精度的方法，其特征在于所述步骤六中载荷位移曲线图中曲线的斜率变化率为：曲线的斜率占初始斜率的百分比，具体计算方式为：后一级施加载荷时的曲线斜率除以初始曲线斜率。

6.根据权利要求1所述的一种提升转向节臂承载能力仿真精度的方法，其特征在于所述步骤六中载荷位移曲线图中曲线的初始斜率为载荷增量除以步骤三的C中第一次施加载荷时载荷作用点的修正后合位移。

7.根据权利要求1所述的一种提升转向节臂承载能力仿真精度的方法，其特征在于所述步骤六中载荷位移曲线图的斜率为载荷增量除以两个增量步之间的修正后位移之差。