汽车行李架有限元分析

汽车最重要的用途之一就是拉货，春节即将来临，很多车友拉上大包小包准备回家过年，会不会经常感慨，车的后备箱完全不够用呢？小轿车没办法，只能硬塞到后备箱或者占用后座位的空间，但是SUV后备箱满了也无所谓，因为SUV还有行李架可以用~

汽车车顶行李架就是加装在车身顶部，用来安全方便地固定行李的支撑架或部件，一般用于两厢式的旅行车、SUV和MPV等车型上。平时大多人不太能关注到车顶的行李架，纯粹是作为装饰品来看待。但是一旦碰上出行需要携带大量行李物品，行李就能轻松解决后备箱放不下的难题。许多车主在使用行李架过程中也会存在种种顾虑，如：行李架如何使用、行李架能承重多少、行李架是否牢固等等，以下是元王为某车企做的行李架刚度有限元分析案例，从科学分析的角度助您了解行李架的牢固程度。

分析背景

确认行李架总成以及相应的车身连接点是否满足在各种测试下没有发生肉眼可见变形。

最大额定载荷为50kgf，静载分析工况：

1.前进方向：以2倍额定载荷的力FL加载保持10s，释放载荷；

2.后退方向：以2倍额定载荷的力FR加载保持10s，释放载荷；

3.侧向：以1.5倍额定载荷的力FS加载保持10s，释放载荷；

4.垂直向下：以4倍额定载荷的力FD加载保持10s，释放载荷；

5.垂直向上：以2.5倍额定载荷的力FY加载保持10s，释放载荷；

6.加速前进：以4倍额定载荷的力FL加载保持10s，释放载荷；

7.加速变道：以2倍额定载荷的力FLQ加载保持10s，释放载荷；

8.加速拐弯：以600N的力FS加载保持10min，释放载荷；

9.加速颠簸：以2500N加上50%额定载荷的力FA加载保持10min，释放载荷；

几何模型

有限元模型

分析结果（工况-前进方向）

1、铝杆应力塑性应变云图（FL=981N）

铝杆最大应力为8.5Mpa，未超过AL6063-T5的屈服145Mpa，没有发生屈服。最大塑性应变为0，没有出现断裂、损坏。

2、铝码应力塑性应变云图（FL=981N）

铝码最大应力为5.24Mpa，未超过ADC12的屈服165Mpa，没有发生屈服。最大塑性应变为0，没有出现断裂、损坏。

3、等效观测点位移图（FL=981N）

行李架等效观测点位移图，最大值为0.014mm，最终位移为0。

横梁等效观测点位移图，最大值为0.018mm ，最终位移为0 。

分析结果（工况-加速拐弯）

1、铝杆应力塑性应变云图（FS=600N）

铝杆最大应力为8.4Mpa，未超过AL6063-T5的屈服145Mpa，没有发生屈服。最大塑性应变为0，没有出现断裂、损坏。

2、铝码应力塑性应变云图（FS=600N）

铝码最大应力为37.98Mpa，未超过ADC12的屈服165Mpa，没有发生屈服。最大塑性应变为0，没有出现断裂、损坏。

3、等效观测点位移图（FS=600N）

行李架等效观测点位移图，最大值为0.24mm ，最终位移为0 。

横梁等效观测点位移图，最大值为0.26mm ，最终位移为0 。    

分析结果（工况-加速颠簸）

1、铝杆应力塑性应变云图（ FA=2745N ）

铝杆最大应力为198.3Mpa，超过AL6063-T5的屈服145Mpa ，产生屈服。最大塑性应变为0.09%，低于延伸率18%，没有出现断裂、损坏。

2、铝码应力塑性应变云图（ FA=2745N ）

铝码最大应力为52.75Mpa，未超过ADC12的屈服165Mpa，没有发生屈服。最大塑性应变为0，没有出现断裂、损坏。

3、等效观测点位移图（ FA=2745N ）

行李架等效观测点位移图，最大值为0.67mm ，最终位移为0 。

横梁等效观测点位移图，最大值为2.91mm ，最终位移为0 。

结果汇总

分析结果表明，各工况下行李架纵杆和导轨横杆最终位移都为0mm，车身没有发生变形。

验证完了行李架的结构强度，各位车主放心使用行李架的同时，还需要注意的是置放的行李不要超过设计承重，最后，根据《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第五十四条，载客汽车行李架载货，从车顶起高度不得超过0.5米，从地面起高度不得超过4米。车主们一定要按照规定载物规格来执行，否则会被扣分罚款的。春节越来越近了，交通出行也越来越多，元王小编提醒广大车主，谨慎驾驶，安全出行！