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计算钣金类悬置支架应力时单元类型及考虑弹塑性对计算结果影响的探讨

吕老师

1年前浏览379

钣金类悬置支架在整车上应用非常广泛，由于这是一种弹塑性材料，在进行28工况载荷下的应力计算时除了要考虑典型工况及极限工况时判断标准的差异以外，还要注意单元类型对计算结果的影响。

对于钣金类支架，常规的判断标准是典型工况下，要求其米塞斯应力(Von.Mises)低于材料屈服强度;而极限工况下则要求米塞斯应力(Von.Mises)低于材料抗拉强度80%；同时还要考虑材料的塑性变形的影响。

以下是一个计算案例，该零件的数模见图1。

图1悬置支架数模

该零件28工况载荷表如下图2所示，其中灰色部分为极限工况，其余为典型工况：

图228工况载荷数据

在HYPERMESH中对其进行网格划分，导出INP文件再倒入到ABAQUS软件中进行设置，得到的计算模型见图3，该零件的材料参数见表1。其中两块小加强版用TIE连接。

表1材料参数

图3有限元分析模型

由于ABAQUS中的壳单元的种类有S4/S4R/S3/S8R/STRI65这几种，本文中将对选极限工况10的载荷（fx=-3716,fy=19.49,fz=-552.7），对其设置为S4/S3,S4R/S3以及S8R/STRI65这三种情况下的应力进行计算，看其差异有多大，最后考虑悬置支架的塑性变形情况，导入材料的应力应变曲线重新进行计算，看其计算结果与哪种单元计算所得结果差异最小。

第一种单元S4/S3设置如下图4：

来源：汽车NVH云讲堂