某新型城市客車投放市場后，其借用的轉向過渡臂支架(成熟產品零件)出現了早期損壞現象，影響了產品的正常使用和安全行車。為此我們根據設計人員提供的設計參數和載荷情況，應用有限元分析軟件ANSYS對其結構強度進行了分析，以期找到是該零件借用時設計載荷校核不準還是由于此批產品的材質出現的間題。

　　1 CAD建模和有限元模型處理

　　1.1 CAD三維數模建立和數模導入

　　采用三維設計軟件PRO/E繪制該零件的三維數模，通過ANSYS軟件專用接口將CAD三維數模讀人ANSYS分析環境當中，以便于進一步的結構改進和分析，模型如圖1所示。

　　邊界約束條件選擇在支架與車架支撐梁連接處;根據實際零件工作狀況和方便載荷施加，采用設計者提供的最大工作狀態時方向盤傳遞過來的推拉力和輪胎承受的地面反向推拉力，依據各桿系與水平方向的夾角情況，將各力分解為水平力和垂向力，并選擇在軸銷孔處施外力。

　　1.3工況定義和單元選擇

　　根據實際使用情況將計算工況分為各桿件的反向拉伸(工況1)和對向壓縮(工況2);本次計算采用實體單元，并忽略極小的棱角等。

　　2 原模型計算結果及評價

　　2.1計算數值結果(表1)

　　2.2應力結果云圖(圖2)

　　2.3結果評價

　　原結構采用的是ZG230-450，從計算結果來看，該模型最大應力處在其根部，約為250 MPa，整個根部區域應力基本都在200 MPa以上，已超過所選材料的屈服極限，在長期高應力作用下，極易產生疲勞斷裂，與實際損壞部位一致(說明原模型簡化合理準確)，這是原結構破壞的主要原因。

　　3改進設計及分析評價

　　3.1改進方法

　　根據原設計結構的分析結果，我們加強了筋板和延伸了筋板的大小，見改進后模型。同時將材料改為ZG270-500MPa。并按上述方法進行了重新計算。

　　3.2計算數值結果(表2)

　　3.3應力結果云圖(圖3)

　　3.4改進效果評價及建議

　　從結果來看，改進效果很好，最大應力值有很大降低，同時最大應力值位置發生改變，由原結構容易產生疲勞破壞的加強筋板根部轉移到定位銷孔臺階處。

　　4 結束語

　　由于該零件結構本身和受力狀態不對稱，造成應力不對稱，若能在后續生產中適當增大定位銷圓孔處厚度以及將定位銷圓孔處切口改為圓弧形，應力還可進一步下降，效果會更好。