油门踏板强度试验及计算 1 概述 随着电子控制系统的普及，电子油门已经成为了汽车的标准配件之一。相比传统拉线油门，电子油门通过 ECU 控制节气门开度，在车辆的燃油经济性和主动安全控制上有着无法替代的优势。为了最大限度地保护乘员安全，在遭遇车祸或错误操作的情况下，要求油门踏板在一定的踩踏力下必须断裂，以使油门回到怠速位置；同时踏板又要保证一定的强度以满足其使用性能，这就要求踏板的断裂力在给定的区间内，对其结构设计提出了更高的要求。工程师在缺乏设计依据的情况下，往往需要经历设计，试验，修改，再试验的反复过程来完成产品开发，导致开发周期过长。借助有限元计算，能够在产品设计早期对踏板的结构强度进行预测，减 少 试验风 险 ，缩 短 开发周期。本 文 将 结合 踏板断裂试验，对其强度计算进行一些 探 讨 。 2 试验方 法简 述 油门踏板断裂试验目 的在于 测量 踏板断裂时在踩踏处 所 施 加 的载 荷 大小 ，以检 验其是 否 处 于 设计区间之内，来保证乘员安全和使用性能。试验装 置如 图 1 所 示 ，踏板总 成由 夹 具 固 定于 试验台 上，其踩踏面 与 液 压 顶 杆 相接 触 ，顶 杆 以一定的速度持 续 向 下运 动，通过施 加 于 顶 杆 上的液 压 可 以测得 踏板踩踏处 的受 力，记 录 其大小 直 至 踏板断裂。整 个 试验包 括 踏板工作方 向 在内共 四 个 方 向 。 图 1 踏板断裂试验台 及工况图 3 有限元模 型 利 用有限元软 件HyperMesh 和 ABAQUS 可 以对断裂试验进行模 拟 。实 际 情况中 ，踏板总 成由 踏板和踏板座 装 配而 成，由 于 对踏板座 的受 力情况并 不 关 心 ，这里 假 设踏板座 为刚 性体 ，这样 和踏板接 触的部分均可以解析刚体代替，从而简化了两者的装配关系，大大减小了模型的规模。利用 HyperMesh的Abaqus Contact Manager 可以方便的利用简单几何曲线建立刚性接触面，并对接触关系进行管理，如图 2 所示。同时由于液压顶杆的移动速度非常缓慢，整个过程可以认为是准静态的，这样模型就可以简化为一个静力分析问题。 图 2 HyperMesh Contact Manager 踏板的有限元模型如图 3 所示，由于踏板根部的削弱槽尺寸是保证断裂力处于规定范围内的关键参数，所以要求这部分的网格有足够的密度来准确描述此处的应力分布，为判断踏板是否断裂提供依...
