控制臂
關注創建者：王振東 創建時間：2019-12-04
控制臂的視頻教程
Adams比利時路面控制臂動態載荷分解&Hyperworks控制臂疲勞壽命仿真分析實例視頻教程
本課程分為兩節：第一節介紹了利用adams軟件，以24通道輪心力作為輸入，來分解比利時路面上控制臂的動態載荷的詳細方法過程；第二節介紹了利用hyperworks軟件，基于第一節提取的動態載荷，來仿真分析比利時路面上控制臂的疲勞壽命。
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基于hyperworks&abaqus的考慮初始缺陷的懸架控制臂后屈曲仿真分析實例視頻教程
本課程詳細介紹了如何使用hyperworks和abaqus兩個軟件，去仿真計算考慮了初始缺陷的后懸架控制臂的非線性buckling force值，主要包含三個內容：1、如何利用hyperworks進行控制臂本體的網格劃分；2、如何在不打開abaqus軟件的前提下，使用簡單命令調用abaqus求解器，來求解線性屈曲載荷；3、如何引入產品的初始缺陷，來求解控制臂本身的非線性buckling force
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基于optistruct汽車控制臂多工況拓撲優化
汽車控制臂三種工況下的多目標拓撲優化為例，講述在optistruct中是如何進行多目標拓撲優化，從而滿足特定要求下汽車控制臂的概念設計。對于單目標拓撲優化你會發現每一種工況下拓撲優化的結果不一樣，多目標拓撲優化則綜合考慮多種工況下的目標得到一個綜合結果。 對于多目標優化常用的手段：1、將目標轉化為約束條件；2、對多目標采用加權的方法得到一個綜合目標。
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控制臂的實例教程
1 架構項目控制臂開發簡介
懸架系統為汽車底盤的重要組成部分，其與車身和車輪相連，汽車行駛時，承受來自車身的振動和路面激勵等多重載荷。后懸架下控制臂是多連桿后懸架的重要受力部件，一般位于后懸架下方后側，連接輪邊和副車架，并承載減振器、彈簧和穩定桿等調試件，主要作用是承載垂向載荷并控制車輪運動時后輪前束和外傾的變化，因其布置空間受限，且受力復雜，路試中極易失效，其性能直接影響整車的安全性和可靠性。考慮架構平臺的擴展能力，架構開發中多車型共用控制臂，但不同車型的調試件如彈簧、穩定桿等參數不同，底盤性能調試提出了穩定桿庫、彈簧族的設計理念，較大地拓寬了底盤調試件的調試范圍，而架構的調試帶寬直接影響后懸架下控制臂的耐久性能，因此后下控制臂的設計需基于整個架構帶寬，滿足強度、剛度、耐久等零件設計要求，同時做到輕量化和低成本。
2 后下控制臂模型設計
本項目懸架形式為刀鋒臂式四連桿后懸架，圖1示出后懸架下控制臂裝配關系圖。后懸架下控制臂布置在副車架和車輪支架之間，同時為彈簧、減震器、穩定桿提供安裝接口，為確定其設計邊界，在CATIA 里建立了后懸架的運動學DMU 模型，并帶入周邊件。以下控制臂為參考，輸出周邊件相對下控制臂的運動包絡，如圖2 所示。進而在CATIA 裝配模塊下重新以下控制臂作為固定零件，將所獲得的運動包絡依次裝配形成新的懸架模型，構成了下控制臂的空間包絡約束。
展開 近年來，基于拓撲優化設計的鑄件類汽車控制臂已屢見不鮮，鑄件雖然減少了部分重量，但是考慮到性能和成本，綜合效果不是很理想。面對目前新能源汽車對結構件輕量化水平要求越來越高，對于控制臂來說，采用單板沖壓式結構是比較理想的選擇。
本課題以設計輕型單板式控制臂為目標，在設計過程中始終貫徹以綜合性能為約束條件，聯合利用了OptiStruct優化工具，包括拓撲優化、形貌優化、尺寸優化和形狀優化。最終產品不僅滿足各項性能要求，并且重量比同級別車型減重35%，達到設計目標。
2 產品開發流程
單板式控制臂設計流程見下圖：
3 拓撲優化
首先利用拓撲優化，確定控制臂的整體結構形式，為后續優化設計提供基礎構型。控制臂的拓撲優化空間及拓撲后的結果，請參看下圖：
通過拓撲結果可以看出控制臂的基本結構形式，及部分加強筋的分布。
設計部基于拓撲結果可以得到初版數模，如下圖
4 形貌優化
對初版數模進行剛強度驗算，產看設計狀態，為形貌優化準備參考數據。根據分析，選擇中間平板區域進行形貌優化，具體選擇及形貌定義，見下圖：
經過迭代優化后，形貌優化結果及優化前對比，如下圖所示：
5、尺寸及形狀優化
經過形貌優化后，控制臂的設計狀態如下圖
結構設計到現在已經接近最終狀態，最后以目標重量為優化目標，以剛度、強度及穩定性為約束條件進行板厚和局部形狀的細節優化。強度約束及形狀變量定義如下圖：
6 最終設計
經過上述多輪仿真優化驅動設計后，最終產品如下圖：
7 結論
在新型單板式控制臂設計開發中，在不同設計階段利用相應適當的OptiStruct優化工具，實現預期的開發目標，將仿真驅動設計的理念貫徹到實際工程應用中。
展開 對前下控制臂來說，由剎車和加速產生的前后方向的負荷是不同負荷條件中最主要的負荷形式。鑒于此，前后方向負荷作為耐久性分析的重點。
之前車型在加強板和主板焊接區域存在問題，沒有達到OEM在耐久性方面的要求。樣品在測試中也遇到了耐久性問題，同樣沒有達到要求。新車型在耐久性分析方面情況不同，因為加強板取消了。新車型主板和A襯套焊接區域是重點部分，整個零件也滿足了OEM的要求。
當車輛通過凹凸不平的地面時，下控制臂可能因為輪胎承受的瞬間載荷而受損。針對這種情況，現代制鐵針對下控制臂進行了案例對照性屈曲分析，來確定在一些負載條件下如通過凹凸不平路面時，下控制臂是否會受損。
屈曲現象在上一代車型上出現在加強板的末端，在新車型上出現在額外增加的輪緣造型附近。雖然出現的位置不同，但是屈曲強度對兩者來說都是一樣的。
可成形性分析是采用AUTOFORM商業軟件進行的。在進行仿真時，研究人員將材料屬性輸入軟件中，摩擦系數設置為0.15。分析結果顯示A襯套部分最大厚度減少了60%。G襯套擴孔部分的厚度減少了29%。整個部件有好幾處都顯示了厚度減少的現象。
樣品和測試結果
現代制鐵采用的產品預備期鋼材被用于產品的試制，樣品的試制采用了原型模具。在樣品的試制過程中沒有出現成形問題。
前下控制臂安裝在車輛的前橫梁上。為了對其耐久性進行評估，向球頭處施加了作用力。在耐久性和強度測試中，下控制臂固定在試驗臺上，并施加作用力。在耐久性試驗中，對車輛的前后部分施加了負荷。為了確保測試的可靠性，前后共采用了三個樣品。測試結果顯示所有的樣品都滿足OEM的耐久性要求。
對測試和仿真結果進行對比發現，樣品的變形形狀非常相似。
展開 1.疲勞分析有限元模型的建立
1.1 控制臂有限元模型的建立
在HyperWorks11.0 3D/solid map操作界面下對前懸控制臂的幾何模型進行實體網格的劃分
1.2 定義模型的材料和屬性
1.3 創建分析模型的邊界約束條件
1.4 分別定義不同工況條件下的載荷
1.5 分別建立靜力分析工況
1.6 提交分析求解
Radioss求解提交面板
Radioss求解過程
1.7 不同工況條件下分析計算得出的控制臂位移變形云圖
工況一靜力分析結果
工況二靜力分析結果
1.8 不同工況條件下分析計算得出的控制臂應力云圖
工況一靜力分析結果
工況二靜力分析結果
展開 1.疲勞分析有限元模型的建立
1.1 控制臂有限元模型的建立
在HyperWorks11.0 3D/solid map操作界面下對前懸控制臂的幾何模型進行實體網格的劃分
1.2 定義模型的材料和屬性
1.3 創建分析模型的邊界約束條件
1.4 分別定義不同工況條件下的載荷
1.5 分別建立靜力分析工況
1.6 提交分析求解
Radioss求解提交面板
Radioss求解過程
1.7 不同工況條件下分析計算得出的控制臂位移變形云圖
工況一靜力分析結果
工況二靜力分析結果
1.8 不同工況條件下分析計算得出的控制臂應力云圖
工況一靜力分析結果
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概述
汽車控制臂（Control Arm）是懸架系統的關鍵部件，其核心作用是將車輪與車架連接，并在車輛行駛過程中承受并傳遞來自車輪的多方向力和力矩。拓撲優化的目標是在給定的設計空間、材料和工況下，找到材料的最優分布，使結構在滿足多種性能要求（如剛度、強度、頻率）的同時，實現輕量化。
沃華慧通定制化跌落測試解決方案
針對智能眼鏡 “小型化、多姿態、高精度” 測試需求，沃華慧通自研自動隨機跌落試驗機 WH-6406，突破傳統人工測試的精度低、效率低、姿態不可控痛點：
1、高精度控制：跌落高度 10-3000mm 可調，精度達 ±0.5mm，六軸機械臂控制跌落角度，誤差≤±0.5°，精準復現每一種墜落姿態；
2、全自動化作業：支持 5 工位獨立測試
<p>?</p><p>球頭銷總成是汽車轉向系統和懸掛系統的一個重要部件，裝在轉向拉桿或控制臂上，與轉向和懸掛部件連接。它主要由球座、卡箍、防塵罩、壓板和球銷組成，其中最關鍵的零件為防塵罩，其性能影響到車輛的安全性和操縱性。防塵罩材料為橡膠，在使用過程中會發生很大的彈性變形。
除本案例結構外，對于底盤控制臂、轉向節、副車架等結構件同樣適用。工程師利用 SimSolid 開展常規的強度分析、模態分析和疲勞分析，加速設計迭代，縮短性能目標達成周期。
除本案例結構外，對于底盤控制臂、轉向節、副車架等結構件同樣適用。工程師利用 SimSolid 開展常規的強度分析、模態分析和疲勞分析，加速設計迭代，縮短性能目標達成周期。
控制臂：通過 RBE2/RBE3 單元在連接點施加約束或力（取決于分析模型）。
主銷/球鉸：施加約束（通常是旋轉約束，模擬主銷軸線）。
· 在需要提取載荷的連接點（如控制臂與副車架的連接點、轉向拉桿與轉向節的連接點等）創建坐標系（Marker）。這個Marker的朝向應根據你需要輸出的力/力矩方向來定義（通常建議與整車坐標系或部件局部坐標系對齊）。
· 使用ADAMS/Request功能，為每個需要監控的連接點創建力或力矩的輸出請求。
3.2 確定論證方案
本案例選取汽車底盤控制臂和后保險杠作為研究對象，進行分析精度和工作效率的可行性論證，并與廣泛應用的有限元軟件 Abaqus 進行了對比。
選取依據：
選用了典型的底盤件前下控制臂，該零件涉及沖壓、焊接、鍛造成型工藝，同時從實體下控制臂結構和板殼下控制臂結構兩方面驗證軟件的精度。分析過程涉及到材料非線性和幾何非線性。
3.2 確定論證方案
本案例選取汽車底盤控制臂和后保險杠作為研究對象，進行分析精度和工作效率的可行性論證，并與廣泛應用的有限元軟件 Abaqus 進行了對比。
選取依據：
選用了典型的底盤件前下控制臂，該零件涉及沖壓、焊接、鍛造成型工藝，同時從實體下控制臂結構和板殼下控制臂結構兩方面驗證軟件的精度。分析過程涉及到材料非線性和幾何非線性。
車機交互測試自動化實現路徑與案例分析10個月前
自動化測試腳本按照預設的測試用例，控制機械臂操作器在車機屏幕上執行各種觸控操作，屏幕狀態記錄儀實時記錄車機屏幕的顯示變化，交互邏輯驗證設備則對車機的交互邏輯進行判斷，如點擊菜單圖標后是否正確切換到相應的頁面。
通過該自動化測試，發現車機在連續快速滑動屏幕時，偶爾會出現頁面卡頓、響應不及時的問題。
