V型推力杆的极限载荷分析与球铰结构优化

为了提高重型商用车V型推力杆球铰的强度,建立了V型推力杆的三维模型和有限元模型。采用ADAMS软件建立了某重型商用车的虚拟样机模型,通过多体动力学仿真来获取V型推力杆的极限载荷。采用Abaqus软件对V型推力杆在极限载荷下的工作过程进行有限元动态模拟,利用Abaqus软件后处理模块提取V型推力杆球铰内橡胶层的应力云图。模拟结果表明,为了提高球铰的强度,需要适当增大外套、端盖、垫片的直径,或在塑料结构表面设置适当数量的凹槽,但去掉塑料层会影响球铰的强度。模拟结果对V型推力杆球铰的结构优化具有指导意义。

V型推力杆纵向刚度的预测和优化方法

为了预测和优化重型商用车V型推力杆的纵向刚度,通过橡胶试样单轴拉压试验建立V型推力杆中橡胶材料的超弹性本构模型,采用Abaqus软件对V型推力杆的工作过程进行有限元动态模拟。利用Abaqus软件的后处理模块预测V型推力杆的纵向刚度,并根据橡胶层的应变云图分析V型推力杆的纵向刚度与球铰结构之间的关系。分析结果表明,增大球铰塑料层的宽度可提高V型推力杆的纵向刚度,原因是这种结构改变了球铰橡胶层的体积及硫化面积,并阻碍橡胶层向两侧端盖的延展。对原结构及优化方案的样件进行台架试验。试验结果表明,提出的预测及优化方法是有效的,可缩短V型推力杆的开发周期,显著提高V型推力杆的纵向刚度。