[发明专利]汽车备胎升降器支架强度分析方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于备胎升降器支架技术领域，具体涉及一种汽车备胎升降器支架强度分析方法。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种汽车备胎升降器支架强度分析方法，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；

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；

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；

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；