拖鉤是一種為方便車體進入危險環境損壞后，借助外力走出困境的安全保護裝置。所以，拖鉤及其安裝板都應該具備足夠的強度，所以需要對拖鉤進行詳細的強度分析，以使車體盡快脫離險境。通常，根據安裝方式的不同，可以將拖鉤分為擰緊式結構和焊接式結構2種。
      有限元分析法是根據變分原理求解數學物理問題的一種數值計算方法。它實際上是一種離散化方法，將彈性連續體劃分為有限小單元，它們在有限節點上互相連接。在一定精度要求下，對每個單元用有限個參數來描述它的力學特性，而整個連續體的力學特性可以認為是這些小單元力學特性的總合，從而建立連續體力的平衡關系。以某轎車拖鉤為例，本研究對拖鉤有限元模型的建立作詳細說明。
      拖鉤安裝在副車架上，根據從UG中得到的三維數模，劃分網格，建立有限元模型。有限元模型的建立需要注意以下幾點：C1副車架為扳金件，采用PSHELL殼單元劃分網格，拖鉤采用實體單元HEX8來模擬，單元的尺寸控制在3-5mm左右，其中，副車架與拖鉤焊接的位置網格需要細劃，單元尺寸控制在2-3mm左右。網格單元由疏到密的區域，過渡要盡量自然，單元尺寸變化不能太大，對于拖鉤和副車架焊接的區域，網格節點要盡量對齊。采用rigid剛性單元模擬副車架與拖鉤之間的二氧化碳保護焊接，副車架扳金件之間的點焊采用焊接單元模擬彈塑性分析中的主要問題。
      由于本研究需要使用ABAQUS非線性算法計算零部件的結構強度，屬于金屬材料的彈塑性分析，ABAQUS默認的塑性材料應用金屬材料的經典塑性理論，采用Mises屈服面來定義各向同性屈服。金屬材料的彈塑性變形行為可以簡述如下：在小應變時，材料性質基本為線彈性，彈性模量E為常數，應力超過屈服應力后，剛度會顯著下降，此時材料的應變包括塑性應變和彈性應變2部分，在卸載后，彈性應變消失，而塑性應變是不可恢復的，如果再次加載，材料的屈服應力會提高，即所謂的加工硬化。材料的彈塑性行為，如圖所示。
      在ABAQUS中定義塑性材料參數的方法是：按照公式，將單向拉伸或壓縮試驗得到的名義應力和名義應變數據轉換為真實應力和塑性應變，然后在ABAQUS/CAE或INP文件中給出一系列由真實應力和塑性應變所構成的數模點，ABAQUS將自動在各數據點之間進行線性插值。在彈塑性材料上施加載荷時需要注意，如果此載荷會造成很大的局部應變(使用點載荷時尤其容易出現此類問題)，就可能造成收斂問題。因此，需要注意，在設置關鍵詞關PLASTIC的塑性數據時，應該讓其中最大的真實應力和塑性應變大于模型中可能出現的應力應變值。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
                                                                                                                                                  杭州納泰科技咨詢有限公司
                                                                          本文出自杭州納泰科技咨詢有限公司www.yw15777.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！