[發(fā)明專利]一種汽車球鉸工作力矩的有限元設計方法

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• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107967387A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設計）人: 周后火
• 申請（專利權）人: 成都望錦汽車部件有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權代理有限公司51214
• 代理人: 錢成岑,詹永斌

1.一種汽車球鉸工作力矩的有限元設計方法，所述汽車球鉸包括球銷(1)、球銷座(2)和球銷套(3)，其特征在于：包括如下步驟：

S1，在有限元軟件中創(chuàng)建汽車球鉸的幾何模型；

S2，在有限元軟件中定義球銷座(2)的材料參數(shù)，所述材料參數(shù)包括密度、屈服抗壓強度、彈性模量和泊松比；

S3，定義球銷(1)為主面、球銷座(2)為從面，根據(jù)球鉸潤滑脂錐入度定義摩擦系數(shù)，設定最小軸向力大??；

S4，在有限元軟件中劃分網(wǎng)格，通過有限元軟件求解汽車球鉸工作力矩，得到轉(zhuǎn)動力矩模擬結(jié)果和擺動力矩模擬結(jié)果；

S5，根據(jù)有限元軟件中對汽車球鉸進行模擬時設定的參數(shù)，對同樣條件下的實際的汽車球鉸進行工作力矩測試實驗，得到轉(zhuǎn)動力矩實驗結(jié)果和擺動力矩實驗結(jié)果；

S6，根據(jù)球鉸工作力矩的模擬結(jié)果與實驗結(jié)果之間的相對誤差是否在設定范圍以內(nèi)，驗證汽車球鉸工作力矩有限元模型的正確性。

2.根據(jù)權利要求1所述的汽車球鉸工作力矩的有限元設計方法，其特征在于：所述汽車球鉸的幾何模型是在ABAQUS有限元軟件中直接進行三維模型建模。

3.根據(jù)權利要求1所述的汽車球鉸工作力矩的有限元設計方法，其特征在于：所述汽車球鉸的幾何模型是先通過Solidworks或者Inventor三維設計軟件進行建模，再將該建模模型導入到ABAQUS有限元軟件中。

4.根據(jù)權利要求1所述的汽車球鉸工作力矩的有限元設計方法，其特征在于：在設定最小軸向力大小時，按如下方法進行：

在球銷套(3)沖鉚收口之前，實測其外徑r₁，在沖鉚收口之后，實測其邊界外徑r₂，計算球銷套(3)沖鉚收口過程中的軸向受力面積S，所述S計算公式為：

S＝π(r₁²-r₂²)；

最小軸向力的計算公式為：

F＝σS；

其中，σ為球銷套的屈服強度。

5.根據(jù)權利要求1所述的汽車球鉸工作力矩的有限元設計方法，其特征在于：所述的球銷座(2)網(wǎng)格采用C3D8R。

6.根據(jù)權利要求1所述的汽車球鉸工作力矩的有限元設計方法，其特征在于：所述的球銷座(2)網(wǎng)格設置為自適應網(wǎng)格。

7.根據(jù)權利要求1所述的汽車球鉸工作力矩的有限元設計方法，其特征在于：所述的球銷(1)設置為剛體，其網(wǎng)格采用C3D4。

8.根據(jù)權利要求1所述的汽車球鉸工作力矩的有限元設計方法，其特征在于：所述的轉(zhuǎn)動力矩實驗結(jié)果和擺動力矩實驗結(jié)果是通過對汽車球鉸進行若干組工作力矩實驗，分別記錄對應的機測即測轉(zhuǎn)動力矩、機測即測擺動力矩，然后分別求出其平均值，分別作為最終驗證時的轉(zhuǎn)動力矩實驗結(jié)果、擺動力矩實驗結(jié)果。