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有限元分析代做案例-汽车内后视镜有限元分析

    汽车后视镜是汽车主动安全的重要装置之一,是驾驶员获取汽车两侧和后方等外部环境信息的工具。在平常的驾驶过程之中,经验老到驾驶员都会 凭借车内的后视镜以及车旁的两个后视镜来判断自己行车的情况。

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      很多司机朋友开车非常注意左右后视镜,却没有看车内后视镜的习惯,其实观察内后视镜能够更准确判断出与后车的距离,尤其是在高速路行驶 时。为什么车内后视镜能够准确看出与后车距离呢?因为车内后视镜是平面镜,而两侧外后视镜是凸面镜,近距离的景物显示会变夸张、变形、距离变远。而平面镜的内后视镜能够反映真实距离。2.jpg

    车内后视镜一般安装在前挡风玻璃上,在汽车运动过程中,发动机的振动以及路面的激励导致车体振动,都会引起镜头振动、支架弯曲机挡风玻璃的振动,从而引起镜头偏转或部位断裂,改变后视野,这种改变直接影响乘车的安全,因此汽车后视镜的设计过程中,不仅要考虑支架的强度,防止其断裂,还要考虑挡风玻璃及其连接位置的情况,保证汽车后视野的稳定性。这使得车内后视镜产品设计过程中,必须引入CAE仿真技术进行模拟和分析。3.png

   众所周知,随着汽车工业的飞快发展,品牌之间的竞争也越来越激烈,汽车的研发周期也越来越短,提高产品的设计效率和质量就显得尤为重要。 与传统设计方法相比,无论是在提高效率、改善产品可靠性方面,还是降低成本、降低劳动强度方面,CAE技术都有着巨大的优越性。 一下将分多个篇章详细介绍后视镜的有限元分析,我们依据建立汽车后视镜相关模型,对其进行有限元分析计算,最终得出后视镜产品的分析报告 及改进措施。

    分析背景对后视镜分别在X、Y、Z三个方向上施加10~1000Hz的PSD谱,考查后视镜镜杆、锌合金、螺栓、后视镜连接块的受力情况。按照下表中的PSD 载荷谱(如下表所示)对后视镜进行振动载荷的施加。

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边界条件:固定后视镜位置1处(与玻璃连接的锌合金块)的六向自由度。5.png

有限元模型

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分析结果 X方向应力云图 1、X方向的振动工况最大应力为4.23Mpa,位置在锌合金与螺栓接触的地方,螺栓在X方向振动工况下的最大应力为3.42Mpa,小于材料屈服强 度。

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2、X方向的振动工况下:镜杆最大应力值为2.82Mpa,位置如图所示;后视镜连接块最大应力值为0.951Mpa,位置如图所示;镜杆与后视镜连接 块的最大应力都小于材料屈服强度,零件不会发生破坏 。7.jpg

X方向频率-位移曲线图 后视镜连杆在X向振动时,最大响应频率在60.75Hz,此频率下的位移为0.00185mm。8.png

Y方向应力云图

1、Y方向的振动工况下:最大应力值为10.12Mpa,铝合金为5.85Mpa,位置在镜头与镜架接触的斜面上,螺栓的最大应力为2.44Mpa,小于材料的屈服强度。9.png

2、Y方向的振动工况下:镜杆最大应力值为10.12Mpa,位置如图所示;后视镜连接块最大应力值为3.43Mpa,位置如图所示;镜杆与后视镜连接 块的最大应力都小于材料屈服强度,零件不会发生破坏。10.jpg

Y方向频率-位移曲线图 后视镜连杆在Y向振动时,最大响应频率在60.75Hz,此频率下的位移为0.00578mm。11.png

Z方向的应力云图

1、Z方向的振动工况下:最大应力为19.29Mpa,位置在锌合金与螺栓接触的地方,锌合金最大应力为15.12Mpa,小于材料屈服强度,零件不会发生破坏。12.png

2、Z方向的振动工况下:镜杆最大应力值为14.29pa,位置如图所示;后视镜连接块最大应力值为4.63Mpa,位置如图所示;镜杆与后视镜连接块的最大应力都小于材料的屈服强度,零件不会破坏。13.jpg

Z方向频率-位移曲线图 后视镜在Z向振动时,最大响应频率在64.32Hz,此频率下的位移为0.0545mm。14.png

结论:在振动工况下各零件应力都小于材料屈服强度。 以上为汽车内后视镜在振动工况下各零件的应力分析,后续我们还将分享后视镜与挡风玻璃之间的粘结力,振动工况下镜杆球头与连接块之间的最优过盈量,挡风玻璃振动强度分析等。为您全面介绍车内后视镜的有限元分析流程。选择CAE仿真应用专家,为您的企业带来无限可能。

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