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在汽車工程實(shí)踐過(guò)程中，球鉸應(yīng)用在汽車底盤部件，如控制臂、轉(zhuǎn)向拉桿、穩(wěn)定桿連桿等部件上。橡膠防塵罩是球鉸重要的零部件。防塵罩失效會(huì)導(dǎo)致球鉸失效。因此在設(shè)計(jì)防塵罩的過(guò)程中，需要確定防塵罩的輪廓變化。今天和大家聊一聊球鉸防塵罩的仿真分析。本文參照了《研究與開(kāi)發(fā)》雜志的《汽車球鉸防塵罩的有限元分析》有興趣的也可以下載研究一下。

施加工況與載荷：· 基于ADAMS/Car等多體動(dòng)力學(xué)仿真或臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提取各典型工況下控制臂各連接點(diǎn)處的力和力矩。· 垂向工況：在球鉸處施加Z向力，大小為18522N。· 制動(dòng)工況：在球鉸處施加-X向力，大小為-7938N。· 側(cè)向工況：在球鉸處施加Y向力，大小為5292N。

②載荷施加：輪心：施加力和力矩（Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz），通常通過(guò) RBE2/RBE3 單元連接到輪心點(diǎn)。制動(dòng)卡鉗：施加制動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力反作用力（Fx）。減震器：施加垂向力（Fz）。控制臂：通過(guò) RBE2/RBE3 單元在連接點(diǎn)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(zhuǎn)約束，模擬主銷軸線）。

圖1 M3鉸可接受準(zhǔn)則圖2 P鉸可接受準(zhǔn)則脆性鉸則會(huì)采用力作為可接受準(zhǔn)則，如圖3。圖3 V鉸可接受準(zhǔn)則1.2 連接單元可接受準(zhǔn)則連接單元在定義時(shí)，也可以添加可接受準(zhǔn)則，可以采取力或變形作為可接受準(zhǔn)則，如下圖所示。圖4 連接單元可接受準(zhǔn)則設(shè)置1.3 位移計(jì)（Gauge）單元可接受準(zhǔn)則位移計(jì)單元并非分析單元，而是一種后處理單元。

如果再建立五個(gè)梁單元那任務(wù)量會(huì)是十分繁瑣無(wú)趣的，本文使用的方法是通過(guò)鉸接連接器演示球體的轉(zhuǎn)動(dòng)。 鉸接的意思就是對(duì)于一個(gè)物體的三個(gè)平動(dòng)自由度和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，我們約束其中的五個(gè)，只允許一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度發(fā)生變化。對(duì)于上述模型中連接器的建立，尤其需要注意的一點(diǎn)是我們必須指定一個(gè)局部坐標(biāo)系，我們?yōu)?em>連接器施加載荷時(shí)遵循的是這個(gè)局部坐標(biāo)系，而不是系統(tǒng)的默認(rèn)坐標(biāo)系。

4.鉸的模擬方式應(yīng)采用“單元屬性”。鉸模擬方式采用“單元屬性”會(huì)使分析速度和收斂性有較大的提高，推薦采用。鉸模擬方式采用“連接單元”方法主要是適用于FNA法，但是FNA法并不適合于連接單元數(shù)量過(guò)大的情況，通常連接單元的非線性自由度數(shù)量超過(guò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的20%時(shí)，F(xiàn)NA法的計(jì)算效率將會(huì)低于直接積分法。圖 非線性鉸的分析模型5.求解器建議采用多線程求解器。

圖12 求解器選項(xiàng)圖13 非線性鉸的分析模型鉸的模擬。ETABS目前有兩種模擬鉸的方法，一種是單元屬性，另一種是連接單元。用戶可以通過(guò)分析>非線性鉸的分析模型選擇鉸的模擬方法，如圖13所示。這里我們強(qiáng)烈推薦采用單元屬性，采用單元屬性的收斂性和計(jì)算時(shí)間均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于使用連接單元。

5、注意電路中的共用導(dǎo)線 無(wú)論是經(jīng)熔斷器還是鉸接點(diǎn)連接在一起的導(dǎo)線都具有共同作用，例如可以是電源線、接地線、信號(hào)線等。 在電路圖中凡是不經(jīng)用電器，而直接連接在一起的導(dǎo)線，只要其中有一根導(dǎo)線，具有的作用（例如電源線），則其他導(dǎo)線都具有該作用（都是電源線）。

明白了對(duì)于梁單元，要施加正確的單元方向，而且桁架之間的連接也是一個(gè)重要的關(guān)注點(diǎn)。

、按照不同指標(biāo)定義塑性鉸 （6）后處理查看輸出的結(jié)果：可方便查看滯回曲線、各個(gè)單元的力，纖維的應(yīng)力應(yīng)變、零長(zhǎng)度單元的響應(yīng)曲線等等。

汽車定位圖按照不同的作用，可分為汽車電器設(shè)備定位圖、熔斷器定位圖、繼電器定位圖、鉸接點(diǎn)定位圖等。 汽車電器設(shè)備定位圖用來(lái)顯示汽車上用電器、控制器（包括各種傳感器、電控單元）等在車上的具體位置。

2.2.2 單元選取試件在有限元模擬過(guò)程中，混凝土采用三維實(shí)體單元C3D8R進(jìn)行模擬，這種單元類型能夠適應(yīng)較大的網(wǎng)格扭曲，即大應(yīng)變分析問(wèn)題；由于空心球支座、調(diào)節(jié)墊板，以及連接螺栓形狀的不規(guī)則性，為了建模及網(wǎng)格劃分的便捷，采用C3D10進(jìn)行模擬；節(jié)點(diǎn)模型中，由于只考慮縱筋、箍筋承受的拉壓作用，不考慮彎矩的作用，故采用三維線性單元T3D2進(jìn)行模擬[5,6]。

01黏滯阻尼器的連接形式有哪些？黏滯阻尼器的基本連接形式主要分為兩種： 兩端鉸接：消能部件與銷栓或球鉸等連接件之間的間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件要求，當(dāng)設(shè)計(jì)文件無(wú)要求時(shí)，間隙不應(yīng)大于0.3mm； 一端鉸接、一端法蘭連接：阻尼器一段通過(guò)通過(guò)銷軸與結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)連接，另一端通過(guò)法蘭盤與阻尼器支撐桿連接。02黏滯阻尼器能否采用對(duì)角連接的支撐形式？

關(guān)于對(duì)球銷的材料賦予，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得知球銷的本構(gòu)參數(shù)如表所示。之后進(jìn)行的單元塑性設(shè)置、邊界載荷約束均按照案例操作完成，并無(wú)特殊設(shè)置要求，其他求解輸出設(shè)計(jì)為默認(rèn)。最后遞交求解后的得到的應(yīng)力云圖如圖3所示。可以發(fā)現(xiàn)，球銷在前端倒角處的應(yīng)力最大達(dá)到78500MPa，此處雖然應(yīng)力值較大，但小于球銷的最大許用應(yīng)力值，故滿足設(shè)計(jì)要求。

汽車定位圖按照不同的作用，可分為汽車 電器設(shè)備 定位圖、 熔斷器 定位圖、 繼電器 定位圖、 鉸接點(diǎn) 定位圖等。 汽車電器設(shè)備定位圖用來(lái) 顯示 汽車上用電器、控制器（包括各種傳感器、電控單元）等在車上的具體位置。

針對(duì)一個(gè)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)，可能會(huì)包括很多焊接、螺栓連接或者鉸接，為了減小建模工作量，我們常常會(huì)對(duì)模型做簡(jiǎn)化處理，比如在abaqus中我們可以用beam梁單元模擬螺栓連接，用cweld模擬焊接或者使用Coupling+Connector+Coupling組合，這里的Connector包括Translator、Cylindrical、Hinge、Axial和Beam等；使用插件可以大幅度縮短我們建連接器所用時(shí)間

然后，選取8個(gè)節(jié)點(diǎn)、6面體的直線實(shí)體單元作為示例，對(duì)鋼筋混凝土復(fù)合梁和鋼筋混凝土組合梁進(jìn)行了數(shù)值仿真。同時(shí)，采用4節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化整體箱體單元模擬方鋼管、外包U形梁和貫穿槽鋼，以保證計(jì)算精度的同時(shí)，對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部加密，以保證計(jì)算的準(zhǔn)確性[11,12]。最后，在鋼結(jié)構(gòu)混凝土柱的節(jié)點(diǎn)位置焊接兩個(gè)槽鋼，將槽鋼主梁與U形主梁相連接，次梁與U形次梁相連接。

兩根立柱承受彎矩和剪力，橫桿與立柱鉸接，且橫桿只承受軸力。因此，兩根立柱使用梁單元，橫桿使用桿單元，此時(shí)立柱和橫桿之間的鉸接可以自然滿足。