汽车球铰防尘罩有限元分析：Abaqus应用案例

在汽车工程实践过程中，

球铰应用在汽车底盘部件，

如控制臂、转向拉杆、稳定杆连杆等部件上。

橡胶防尘罩是球铰重要的零部件。

防尘罩失效会导致球铰失效。

因此在设计防尘罩的过程中，

需要确定防尘罩的轮廓变化。

今天和大家聊一聊球铰防尘罩的仿真分析。

本文参照了《研究与开发》杂志的《汽车球铰防尘罩的有限元分析》有兴趣的也可以下载研究一下。

本文主要内容:

一、防尘罩仿真工况介绍

二、abaqus橡胶防尘罩有限元分析step by step

   1、 网格划分

   2、材料属性赋予

   3、零部件装配

   4、建立载荷步

   5、接触设置

   6、建立边界条件

   7、建立job求解

一、防尘罩仿真工况介绍

球铰工况分析，我们今天聊的是球关节球销与对接件联接后摆动到极限摆角位置的工况。

球铰工况分析，我们今天聊的是球铰球销与对接件联接后摆动到极限摆角位置的工况。

为了节约计算资源，我们将分析模型进行简化。

防尘罩、球销、底座基本尺寸如下，防尘罩的轮廓尺寸请大家自己根据实际情况画一下，本次聊的内容是分析软件的使用方法。

二、abaqus橡胶防尘罩有限元分析

1、网格划分

按照下图导入3D实体。

将零部件重新命名便于管理

对底座进行网格划分

选择Mesh，Part选择“dizuo”

如图设置种子尺寸

使用鼠标选择零部件

单元类型选择四面体，具体设置如图。

进行网格划分，结果如下图

同样的方法划分防尘罩、和球销

2、材料属性赋予

1）多数橡胶材料是不可压缩的，在橡胶工业中，常采用Mooney-Rivlin经验公式，已橡胶材料硬度表示橡胶弹性，橡胶硬度（HA）用邵尔A型硬度计测出，通过经验公式得到橡胶的剪切模量（G，MPa）、弹性模量（E,MPa）和两个常数C10，C01 。本次假设通过硬度计测出橡胶硬度为70度。计算得到E=5.84MPa，C10=0.78，C01=0.19

2）底座和球销为金属

单元材料特性E=206000Mpa，泊松比μ=0.3

知识点：

Abaqus单位制按照如下表进行对应

建立金属材料，选择Property

新建材料，命名为steel

设置材料的弹性模量和泊松比，参数按照下图设置

建立截面属性

单击赋予材料属性图标，选择section-1，选择需要赋予材料的实体。

同样的方法赋予球销属性。

建立橡胶材料属性

按照下图设置橡胶材料参数，D1=0表示橡胶不可压缩。

建立截面属性

赋予截面属性

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