基于ABAQUS的汽车制动踏板装置性能分析-长城汽车CAE谭东升

基于ABAQUS的汽车制动踏板装置性能分析

谭东升李晓晨

长城汽车股份有限公司技术研究院CAE部071000

摘 要：本文运用ABAQUS软件依据汽车行业标准QC/T 788-2007对某新车制动踏板装置进行分析，验证结构是否满足要求。

关键字：ABAQUS 制动踏板 QC/T 788-2007

1.前言

制动踏板是行车制动器的操纵装置，用以控制车辆减速和停车。根据不同的制动装置和对制动效能的不同要求，踏下制动踏板的行程和速度会不同，包括急刹车（迅速完全踏下脚制动）、缓刹（先轻踏再逐渐重踏）或点刹（随踏随放），也可以互相结合使用，以达到平稳减速或停车，这就要求车辆制动踏板要满足一定的性能要求。

本文运用ABAQUS软件对某车型制动踏板进行性能分析，并与试验数据进行对比，以验证有限元结果的正确性。

2.制动踏板性能标准要求

本文制动踏板性能要求依据汽车行业标准QC/T 788-2007，其标准要求如下：

2.1基本要求：

2.1.1纵向位移：在50N±2N的正反两方向的纵向力作用下，踏板纵向位移≤2mm

2.1.2横向位移：在50N±2N的正反两方向的侧向力作用下，踏板侧向位移≤2mm

2.2刚度：踏板中心处施加500N±10N的纵向力，踏板纵向位移≤5mm

2.3抗扭性能：在踏板上施加15N?m±1N?m正反方向的旋转力矩，踏板和焊缝应无裂纹或损坏等缺陷。

2.4强度：踏板装置在2000N±50N的纵向力作用下，踏板表面的永久变形量≤5mm ，且无裂纹或损坏等缺陷。

纵向变

3.有限元模型建立

按照实车安装状态和设计CAD模型建立计算用有限元模型，并按照实车状态建立约束条件。

模型中考虑材料非线性，定义为弹塑性材料，弹性模量为210000MPa，泊松比为0.3，屈服强度235MPa抗拉强度375MPa。

有限元模型如下图所示：

踏板装置有限元模型 4.结果 以试验标准作为 ABAQUS 求解的工况, 计算结果如下表所示:性能要求 横向位移 纵向位移 刚度 扭转 强度 有限元结果 正 向 位 移 1.446mm 正 向 位 移 0.123 mm 反 向 位 移 1.446 mm 反 向 位 移 0.123 mm 试验数据 1.225mm 0.10mm 1.125mm 踏板及焊缝 无破坏 4.327mm
纵 向 位 移 1.237 mm 正 向 最 大 应 力 94.01MPa 永 久 变 形 4.586mm 反 向 最 大 应 力 94.01MPa 最 大 应 力 289MPa
强度分析位移云图

强度分析应力云图 由表中 结果可知横 向位移,纵向位移,刚度,均在试验标准值之内,满足测试要求. 扭转测 试中最大应 力为 94.01MPa,低于其材料的屈服极限,满足测试要求. 强度测 试中最大应 力值 289MPa,没有超过材 料的抗拉 极限,不会 产生破坏, 永久变形量为 4.586mm 小于标 准值 5mm,满 足测试要求. 5.结论 1.ABAQUS 可以很好的 模拟踏板材 料的非线性,有限元分析 结果与试验数据吻合,说明 有限元计算 结果的正 确性. 2.有限元 计算 是模拟试 验的有效手 段,有 限元 结果 对试验 有非常 重要 的参考价 值 ,在产 品开 发中运用有 限 元进行 仿真分析,能够有效提高产品开发效率,降低产品开发成本. 参考文 献[1] 《 Abaqus Analysis User's Manual》 [2] 《 Abaqus Keywords Reference Manual》 [3] QC/T 788— 2007 汽 车 制 动 踏 板 装 置 性 能 要 求 及 台 架 试 验 方 法 . 中 华 人 民 共 和 国 汽 车 行 业 标 准 .

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