汽车底盘件结构耐久自动分析系统研究

载荷分解流程自动化


载荷分解工况体系

在此部分，我们采用了基于多体系统动力学、统计学等理论的工程经验工况体系进行载荷分解。这种方法通过多体系统动力学理论结合经验系数，推导出不同工况（如制动、加速、转向等）下的零部件边界载荷（包括垂向力、侧向力等）。例如，在汽车转弯行驶时，基于侧向加速度、重力加速度、地面摩擦系数等计算轮胎的侧向力和垂向力，进而得出转向节、控制臂、副车架等零部件的边界载荷。通过集成前悬架、后悬架、车身、动力总成等经验工况，自动提取出这些部件的载荷参数分布，如表1～3所示。

批量建模及求解

基于二叉树的轮胎力自动求解: 采用Adams软件提取的轮胎六向力公式，构建基于二叉树的解析算法，自动计算引擎参数输入下的轮胎力。本文不仅支持现有工况解析，还允许工程师自定义公式进行自动解析。

批量生成模型文件及求解: 开发算法实现从经验工况体系批量生成Adams模型文件，并完成从修正模型到求解中间文件的自动化过程。

有限元分析流程自动化




底盘焊缝自动建模

为解决底盘件结构分析中复杂焊缝网格划分的难题，本文开发了基于二维四边形单元自动建模工具，自动识别与焊缝相交的部件，建立焊缝线及其网格，并连接母材之间的网格节点，完成焊缝单元构建，如图17所示。

基于视图变换的自动截图

优化分析报告中的截图生成，算法自动调整模型直至结果最差的单元正对屏幕显示，有效提升分析报告对关键点的关注度与一致性。

自动后处理

实现自动读取有限元结果（位移、应力、应变）并对比分析、筛选不合格单元及寿命值，自动调整模型范围，输出合规的分析报告模板流，提高报告质量和效率。

分析效率对比

载荷分解自动系统效果: 整体流程自动化效率提升约91%，大幅减少了工程师在计算和后处理上的时间。

有限元分析自动化系统效果: 多个分析项的平均效率提升约47%，从整体上加速了有限元分析过程。

工程应用实例

利用流程自动化系统优化某车型动力总成悬置支架，通过7轮的数据迭代和优化，在10天内完成问题整改，验证了系统在实际工程应用中的高效性和实用性。