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基于ABAQUS的手刹锚固点强度分析

邢志远

东南(福建)汽车工业有限公司研发中心

摘要：汽车手刹是车辆制动系统的辅助制动系统，主要是停车时防止车辆自行溜车。本文基于

ABAQUS软件，运用其隐式算法，考虑了材料、几何及边界的非线性，对某车型手刹锚固点进行

强度性模拟分析。手刹部件与车身连接处强度不足，容易发生误操作，致使手刹位置发生偏移，

影响使用。通过对手刹锚固点强度分析及评价，为手刹锚固点及其相关结构部件设计提供了总体

的指导意义。

关键词：手刹锚固点；强度；ABAQUS

1.概述

手刹是车辆制动系统的辅助制动系统，其专业名称为辅助制动器，主要是停车时防止车辆自

行溜车。大部分轿车手刹是采用钢丝拉线连接到后制动蹄上，以对车子进行制动。手刹锚固点的

强度对手刹的正常使用起着至关重要的作用。手刹强度不足，容易是手刹在操作过程中产生误操

作，长期使用会使手刹位置发生偏移，影响其正常使用。因此很有必要对手刹锚固点进行强度分

析。

本文基于ABAQUS软件，运用去隐式弧长算法，考虑了材料、几何及边界的非线性，对某

轿车车型手刹锚固点强度进行分析，得到手刹与车身连接处附件应力、应变分布情况，为整车开

发的前期设计提供了参考。

2.有限元模型

2.1手刹部件模型

将手刹部件模型简化为把手与底座两个部分。模型如图1所示。基本单元尺寸取边长为1mm，

故共有34834个单元。

图1手刹部件模型

2.2车身模型

本次分析CAD模型基于白车身模型，由于考虑计算时间的前提下，分析所欲模型的截取如

图2所示。

图2截取所得车身模型

在进行结构分析时，可对着重考察的区域进行细化，以取得更为真实的应力、应变等分析结

果。本次分析选择手刹锚固点附件区域进行细化，模型基本单元尺寸取边长为7mm，细化区域

基本单位尺寸设为1mm，共有个140974单元，如图3所示。

细化区域

图3

2.3零部件连接关系

在ABAQUS模板下，零部件间的螺栓连接、CO2焊接采用KINCOUP刚性单元；模型点焊

采用ABAQUS的ACM格式。如表1所示。

ACM（点焊）KINCOUP

表1

3.边界条件

在截取的白车身模型的边界处约束自由度123，如图4所示。

约束截面边界

图4模型约束位置

4.载荷条件

选取把手中心点为受力点，大小为800N，方向垂直于车身向上偏向驾驶员方向10°角。如

图5、6所示。

F=800N

图5

10°

图6

通过ABAQUS模板下XYPolt—EditCurves，建立加载曲线，模拟一个加载到最大值又卸载

带零的一个过程，如图（7）所示。

图7

5.结果分析

手刹锚固点强度分析abuse标准：应变最大值要小于2%。

通过计算及后处理可以得到手刹锚固点附件应力、应变分布情况，如图8、图9所示。

Themaxstrainis

0.002

图8应力云图图9应变云图

根据上述手刹锚固点强度分析abuse标准，计算所得的最大塑性应变值小于目标值（Target

≤2.0%），故满足条件，设计合格。

6.结论

本文基于ABAQUS软件，运用隐式弧长算法模拟了手刹锚固点强度分析的全过程，得到应

力、应变分布情况，根据手刹锚固点强度分析判别标准，判定其满足结果满足要求，节约了开发

时间同时节省了开发费用。

同时由于手刹锚固点强度性能分析过程中存在一些不确定因素，分析结果必须尽早与物理试

验对标，任何结果上的差异都必须仔细研究。随着时间的推移，针对手刹锚固点强度性能分析，

必须进一步开发具有精确预测结果的有限元技术，以便在发布设计数据之前能够采取措施预防任

何可能的失效。

7.参考文献

1.石亦平，周玉蓉．Abaqus有限元分析实例详解．机械工业出版社，2006．

2.曹金凤，石亦平．Abaqus有限元分析常见问题解答．机械工业出版社，2009．

3.韦勇，裴磊，成艾国．基于ABAQUS的汽车覆盖件抗凹性分析．机电产品开发与创新，

2010(23)：80-82．

8.致谢

首先要感谢DS_SIMULIA公司、ABAQUS软件，提供了如此强大的隐式弧长算法，让我们

在非线性分析方面有所突破。再次要感谢SEM研发中心工程分析课的同仁们，在工作和生活中

都给予了我很大的帮助。谢谢！