某型轎車轉(zhuǎn)向節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 ts fatigue strength.Key Word: Steering Knuckle, Finite Element Method, Static Analysis ANSYS, PROE，F(xiàn)atigue Strength II目 錄1 緒 論 1 選題背景 1 課題研究的目的與意義 12 轉(zhuǎn)向節(jié)的成型和結(jié)構(gòu) 3 轉(zhuǎn)向節(jié)的成型 3 轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu) 33 轉(zhuǎn)向節(jié)的三維建模和結(jié)構(gòu)分析 5 轉(zhuǎn)向節(jié)三維模型的建立 5 轉(zhuǎn)向節(jié)的受力分析 6 作用在轉(zhuǎn)向節(jié)上的靜載 6 作用在轉(zhuǎn)向節(jié)上的動(dòng)載 7 轉(zhuǎn)向節(jié)有限元模型建立 7 單元類型和有限元網(wǎng)格劃分 7 轉(zhuǎn)向節(jié)材料和屬性 8 轉(zhuǎn)向節(jié)有限元模型的受力和約束 8 轉(zhuǎn)向節(jié)受力危險(xiǎn)工況 10 計(jì)算結(jié)果分析 194 轉(zhuǎn)向節(jié)疲勞分析 20 引言 20 疲勞壽命的定義 20 AYSYS處理疲勞問(wèn)題的過(guò)程 20 轉(zhuǎn)向節(jié)的疲勞分析計(jì)算 215 總 結(jié) 23致 謝 24參考文獻(xiàn) 251 緒 論 轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是否能夠安全穩(wěn)定工作的重要保障，汽車運(yùn)行在不同工況過(guò)程中，它不僅僅承受來(lái)自于軸方向的負(fù)荷，尤其是在車輛在轉(zhuǎn)向和制動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)向節(jié)承受來(lái)自于汽車的動(dòng)載荷[1] 。 選題背景轉(zhuǎn)向節(jié)運(yùn)行的工況在實(shí)際生活中是比較復(fù)雜的，對(duì)于其是否安全可靠性，直接關(guān)系到用戶的人身安全以及財(cái)產(chǎn)的安全性。在當(dāng)前機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域中我們經(jīng)常運(yùn)用有限元分析法，因?yàn)樗悄壳白畋憬菀彩亲钣行У臄?shù)值計(jì)算方法，已成為現(xiàn)代機(jī)械工程設(shè)計(jì)技術(shù)組成的核心部分。對(duì)于研究轉(zhuǎn)向的疲勞強(qiáng)度分析也是十分必要，因?yàn)槠淦趶?qiáng)度就是表示其使用壽命，對(duì)于在實(shí)際生活中轉(zhuǎn)向節(jié)作為一件產(chǎn)品，當(dāng)然是要求它具有高的強(qiáng)度和較長(zhǎng)的使用壽命。轉(zhuǎn)向節(jié)的是否滿足各個(gè)工況的性能要求，也就是直接影響著汽車在行駛過(guò)程中的安全、可靠以及穩(wěn)定性，駕駛員以及乘坐人員的性命安全也就和轉(zhuǎn)向節(jié)的性能要求緊密的聯(lián)系到一起。（ANSYS軟件是由世界上美國(guó)最大的有限元分析軟件公司之一開(kāi)發(fā)的，是一種以分析集中于一體的大型的有限元分析軟件。），利用新型技術(shù)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，通過(guò)ANSYS對(duì)其進(jìn)行受力和疲勞分析，為轉(zhuǎn)向節(jié)的設(shè)計(jì)制造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為以后研究提供理論依據(jù)，便于研究計(jì)算和節(jié)約大量的分析時(shí)間。轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件形狀極不對(duì)稱，截面變化劇烈，屬?gòu)?fù)雜類鍛件，鍛造過(guò)程中支腿部分很難填充，所以轉(zhuǎn)向節(jié)成型難度較大，對(duì)于轉(zhuǎn)向節(jié)這一復(fù)雜零件在其鍛造成型中會(huì)發(fā)生彎曲折疊、以及不能保持表面光滑等缺陷。而這一成型方案則是在具有先進(jìn)水平的鍛造生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)在大多數(shù)汽車均采用整體鍛造式，本文所討論的轉(zhuǎn)向節(jié)也為整體鍛造式。兩個(gè)銷孔在同一中心線上，是由加工來(lái)保證的。而轉(zhuǎn)向節(jié)則可以繞主銷偏轉(zhuǎn)一定的角度，以使汽車轉(zhuǎn)向。此外，在拳部上方與轉(zhuǎn)向節(jié)上耳之間裝有調(diào)整墊片，以調(diào)整二者之間的間隙。轉(zhuǎn)向節(jié)的芯軸是供裝車輪輪轂的，還有裝制動(dòng)器底板的凸緣。綜合考慮到整體式轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)向節(jié)本身的受力特點(diǎn)，建模時(shí)，對(duì)某些部分做了簡(jiǎn)化處理，如考慮到螺栓和主銷對(duì)于實(shí)體本身的強(qiáng)度和剛度影響較小，所以主銷及轉(zhuǎn)向節(jié)與車體的螺栓聯(lián)接沒(méi)有在圖上畫(huà)出，轉(zhuǎn)向節(jié)兩個(gè)銷孔內(nèi)的襯套和轉(zhuǎn)向節(jié)兩耳處的錐孔也沒(méi)有在實(shí)體圖上畫(huà)出。同時(shí)轉(zhuǎn)向節(jié)實(shí)體上的小臺(tái)階，倒角等結(jié)構(gòu)也略去了。裝在轉(zhuǎn)向軸上的前輪可以繞主銷偏轉(zhuǎn)一定的角度從而可以實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向[4]。 (3) 通過(guò)不平路面工況在不平路面上行駛時(shí)車輛的振動(dòng)使轉(zhuǎn)向節(jié)承受帶沖擊性的疲勞載荷，動(dòng)載荷的方向與前軸靜載方向相同。其中，轉(zhuǎn)向節(jié)的基本受力情況有三種[9]：（1）車輪受垂直力的作用取車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)為隔離體，假設(shè)上下擺臂與水平線夾角分別為，根據(jù)隔離體的平衡條件即可求出作用在轉(zhuǎn)向節(jié)和上下擺臂連接點(diǎn)A、B兩處的作用力。 車輪受縱向力作用 轉(zhuǎn)向節(jié)受力危險(xiǎn)工況轉(zhuǎn)向節(jié)的危險(xiǎn)工況主要有下面三種：緊急制動(dòng)工況、側(cè)滑工況和越過(guò)不平路面工況。由于轉(zhuǎn)向節(jié)上安裝有軸承，因此制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向節(jié)不承受扭矩的作用[11]。則側(cè)向力和垂直反作用力所產(chǎn)生的力矩方向不同，導(dǎo)致作用在左右轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸上的彎矩也不相同[12]。此時(shí)。將建立的有限元模型在ANSYS中進(jìn)行有限元分析。在越過(guò)不同工況的路面時(shí)，同樣也是這個(gè)道理道理，其中631MPa為最大應(yīng)力值,也大于材料的許用應(yīng)力值，但也僅僅集中在模擬集中力所加位置。這樣既不僅可以達(dá)到降低應(yīng)力目的，又可以進(jìn)行轉(zhuǎn)接的輕質(zhì)化設(shè)計(jì)。 疲勞壽命的定義在研究疲勞壽命時(shí)，即是在研究積累理論。在實(shí)際應(yīng)用最多的就是線性積累這一理論。磁體同時(shí)承受多個(gè)載荷時(shí)，我們可以通過(guò)加法組合到一起。選擇其中一種不平路面工況進(jìn)行分析。在實(shí)際生活中我們應(yīng)該要求的是加強(qiáng)其疲勞強(qiáng)度，從而增加轉(zhuǎn)向節(jié)的使用壽命，我們?nèi)绻筇岣咂淦趬勖ㄟ^(guò)以下幾點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)：，減少摩擦5 總 結(jié)本文利用PRO/E軟件建立了轉(zhuǎn)向節(jié)的三維模型，然后將模型導(dǎo)入到ANSYS軟件中對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行有限元分析，并就結(jié)構(gòu)的變化對(duì)結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了分析。并且在ANYSY軟件中，通過(guò)通后處理器POST1對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)應(yīng)力集中區(qū)域進(jìn)行疲勞強(qiáng)度分析計(jì)算，在有限元結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)之上，循環(huán)900000次情況下，導(dǎo)出試驗(yàn)結(jié)果，得出疲勞強(qiáng)度數(shù)據(jù)，可以看出此時(shí)轉(zhuǎn)向節(jié)滿足試驗(yàn)要求.[20]從有限元法的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，有限元分析在汽車及其零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模態(tài)分析和碰撞分析等領(lǐng)域都有著很廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用CAE軟件并通過(guò)有限元的思想，在這些領(lǐng)域進(jìn)行分析計(jì)算和仿真是今后工程技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)主要方向。張老師幫我找資料，指導(dǎo)我用我學(xué)會(huì)；Pro/E軟件，現(xiàn)在我自己獨(dú)自進(jìn)行轉(zhuǎn)向節(jié)的三維建模；在有限元方面，仇老師則給了我很大的幫助，有限元的理論知識(shí)相當(dāng)抽象，很難理解，但經(jīng)過(guò)仇老師形象的講解，枯燥的理論知識(shí)也變的相當(dāng)生動(dòng)
外語(yǔ)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1