制动踏板是行车制动器的操纵装置，用以控制车辆减速和停车。根据不同的制动装置和对制动效能的不同要求，踏下制动踏板的行程和速度会不同，包括急刹车（迅速完全踏下脚制动）、缓刹（先轻踏再逐渐重踏）或点刹（随踏随放），也可以互相结合使用，以达到平稳减速或停车，这就要求车辆制动踏板要满足一定的性能要求。

本文运用 ABAQUS 软件对某车型制动踏板进行性能分析，并与试验数据进行对比，以验证有限元结果的正确性。

制动踏板性能标准要求

 本文制动踏板性能要求依据汽车行业标准 QC/T 788-2007，其标准要求如下：

2.1 基本要求：

2.1.1 纵向位移：在 50N±2N 的正反两方向的纵向力作用下，踏板纵向位移≤2mm

2.1.2 横向位移：在 50N±2N 的正反两方向的侧向力作用下，踏板侧向位移≤2mm

2.2 刚度：踏板中心处施加 500N±10N 的纵向力，踏板纵向位移≤5mm

2.3 抗扭性能：在踏板上施加 15N?m±1N?m 正反方向的旋转力矩，踏板和焊缝应无裂纹或损坏等缺陷。

2.4 强度：踏板装置在 2000N±50N 的纵向力作用下，踏板表面的永久变形量≤5mm，且无裂纹或损坏等缺陷。

有限元模型建立

按照实车安装状态和设计 CAD 模型建立计算用有限元模型，并按照实车状态建立约束条件。

模型中考虑材料非线性，定义为弹塑性材料，弹性模量为 210000MPa，泊松比为 0.3，屈服强度 235MPa 抗拉强度 375MPa。

有限元模型如下图所示：

踏板装置有限元模型

结果

以试验标准作为 ABAQUS 求解的工况，计算结果如下表所示：

强度分析位移云图

强度分析应力云图

由表中结果可知横向位移、纵向位移、刚度、均在试验标准值之内，满足测试要求。

扭转测试中最大应力为 94.01MPa，低于其材料的屈服极限，满足测试要求。

强度测试中最大应力值 289MPa，没有超过材料的抗拉极限，不会产生破坏，永久变形量为 4.586mm 小于标准值 5mm，满足测试要求。

结论

1．ABAQUS 可以很好的模拟踏板材料的非线性，有限元分析结果与试验数据吻合，说明有限元计算结果的正确性。

2．有限元计算是模拟试验的有效手段，有限元结果对试验有非常重要的参考价值，在产品开发中运用有限元进行仿真分析，能够有效提高产品开发效率，降低产品开发成本。

资料来源：达索官方