周云平 廖世辉 龙弟德 欧堪华
长安汽车工程研究总院CAE工程所，重庆，401120
摘 要：某工装车在可靠性道路试验中，发现扭力梁多处开裂。本文应用HyperWorks进行扭力梁强度分析，找出了扭力梁开裂的根本原因。通过对扭力梁结构进行优化设计，达到了扭力梁的强度疲劳设计目标。
关键词：HyperWorks 扭力梁 强度 优化
1 引言
某工装车在可靠性道路试验中，发现扭力梁下加强板多处开裂，如图1所示。扭力梁作为后悬架重要的支撑和性能部件，如果不及时整改，将会严重影响整车的可靠性、操纵稳定性、平顺性等性能的充分发挥，甚至会产生严重的安全隐患问题。所以，必须找出引起扭力梁开裂的根本原因，从源头上解决该问题以提高产品质量，满足汽车研发中扭力梁可靠性使用要求。
本文通过HyperWorks软件，建立扭力梁有限元模型进行强度分析，分析结果发现扭力梁开裂处出现极大的应力集中，容易导致疲劳开裂，这与试验结果十分吻合。通过对扭力梁进行结构优化和强度分析，达到了扭力梁的强度疲劳设计目标。
2 扭力梁强度分析
2.1有限元模型
根据扭力梁的结构特点，对整个扭力梁和焊缝均采用壳单元在HyperMesh中进行网格划分，实心扭力杆和橡胶衬套采用六面体单元模拟，有限元模型如图1所示。
2.2 材料属性
为了提高计算结果的精度，计算中考虑了材料非线性和几何非线性，所以扭力梁使用的各种材料（如B510L、Q235、DC04等等）不仅给出了它的弹性模量和泊松比，还给出了材料发生塑性变形后的应变和应力的关系曲线。
2.3 强度分析工况和设置
悬架系统承受路面冲击载荷的大小与车辆行驶速度、路面状况和载重量等因素有关。采用惯性释放方法，本文主要分析扭力梁在扭转极限工况下的强度，扭转极限工况下扭力梁各个接附点的载荷已通过多体动力学软件计算得到，如表1所示。
