【正文】 Sphere、Plane和Torus等。膜片彈簧幾何清理后如下圖：圖53 膜片彈簧幾何清理模型 3）對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分： 將實(shí)際結(jié)構(gòu)劃分為有限個單元的過程叫做結(jié)構(gòu)離散。FEA只需要簡化的幾何模型，因此需要對模型部件的一些細(xì)節(jié)信息進(jìn)行簡化，以便于網(wǎng)格的劃分和分析。對于純二維應(yīng)用可以使用平面應(yīng)變選項(xiàng)，屬性使用PSHELL。RADIOSS求解器在顯式非線性非線性分析領(lǐng)域擁有悠久的歷史。 （4）HyperCrash 專門為碰撞仿真設(shè)計了快速建模工具，集成行業(yè)客戶及Radioss專家的專業(yè)知識。2）CAE前后處理平臺 （1）Hypermesh 是杰出的有限元前后處理平臺，擁有全面的CAD和CAE求解器接口、強(qiáng)大的幾何清理和網(wǎng)格劃分功能，能夠高效地建立各種復(fù)雜模型的有限元和有限差分模型，其實(shí)體幾何和實(shí)體網(wǎng)格劃分功能已成為了六面體和四面體網(wǎng)格劃分功能的新標(biāo)準(zhǔn)。對于幾何形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可以直接讀取CAD軟件的相關(guān)格式，或者以IGES等文件格式作為中介，從CAD系統(tǒng)中獲取結(jié)構(gòu)的幾何模型，輸入有限元分析軟件。也就是把各個單元平衡方程集合起來，形成求解區(qū)域的平衡方程，此方程為有限元位移基本方程。 2）單元分析（1） 選擇位移函數(shù)連續(xù)體被離散成單元后，每個單元上的物理量（如位移、應(yīng)變等）的變化規(guī)律可用較簡單的函數(shù)來近似表示。將離散單元進(jìn)行組合，然后就可以逼近原始結(jié)構(gòu)，幾何上就為差不多了；用近似的函數(shù)來接近未知的變量，接近它們在單元內(nèi)的解，這是數(shù)學(xué)層面上的近似；利用與原問題的等效的變分原理（如最小勢能原理）建立有限元基本方程（剛度方程），又體現(xiàn)了其明確的物理背景。 %橫縱軸hold onhold off,grid onxlabel(’大端變形x1/mm’) %橫坐標(biāo)ylabel(’大端載荷P1/mm’) %縱坐標(biāo)title(’膜片彈簧特性曲線’) （2）特性曲線如下：圖45 膜片彈簧特性曲線 本章主要推導(dǎo)說明了汽車膜片彈簧特性曲線計算AL法所做的假設(shè)，需要的膜片彈簧在外力加載時大端變形的公式，膜片彈簧在外力加載時大端變形的公式以及膜片彈簧小端變形的公式，并用AL法繪制出了膜片彈簧的特性曲線。 %R為膜片彈簧大端半徑r=103。大家知道，矩形截面慣性矩，由于分離指為變截面梁，故其為變量。根據(jù)材料力學(xué)的廣義胡可定律，有 （46）式中，切向應(yīng)力； 和切向應(yīng)力相垂直的徑向應(yīng)力； E材料的彈性模量； 材料的泊松比。 （6）支撐環(huán)平均半徑l和壓盤與膜片彈簧作用力的半徑L：l和L大小將對膜片彈簧的剛度產(chǎn)生影響，一般來說，l差不多接近r，但要比r略大，L應(yīng)接近于R，但比R略小。本章首先主要介紹了離合器的功能以及基本性能要求，然后介紹了膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理，最后說明了膜片彈簧離合器的三種工作狀態(tài)和特點(diǎn)。大端變形為=+。2） 結(jié)合狀態(tài) 裝配后，離合器蓋壓向膜片彈簧。6）從動盤總成：圖23 從動盤結(jié)構(gòu)圖 （1）摩擦片：是傳遞動力的部分，當(dāng)離合器安裝完后，離合器蓋通過膜片彈簧壓緊壓盤，壓盤壓緊摩擦片，從而傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)分離離合器時，分離軸承左移，膜片彈簧被壓在前鋼絲支撐圈上，其徑向截面以支撐圈為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動，膜片彈簧變成反錐形狀。因?yàn)楫?dāng)汽車運(yùn)行時，假設(shè)駕駛?cè)诉^多地結(jié)合和分開離合器，太頻繁的話，那么離合器摩擦面間頻繁地相對滑磨而產(chǎn)生大量的熱。它主要包括主動、從動部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等四部分。Finite element analysis。 本文主要研究了汽車膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)、膜片彈簧特性曲線AL計算法以及汽車膜片彈簧的有限元分析方法。 錯誤！未定義書簽?，F(xiàn)代各類汽車上應(yīng)用最廣泛的離合器是干式盤形摩擦離合器，根據(jù)從動盤數(shù)目不同、壓緊彈簧布置形式不同、壓緊彈簧結(jié)構(gòu)形式不同和分離時作用力方向不同可分成多種。膜片彈簧是碟形彈簧的一種，它可以看成由碟簧和分離指兩部分組成。 1飛輪；2從動盤；3壓盤；4離合器蓋；5膜片彈簧；6膜片彈簧支撐圈；7調(diào)整螺母；8分離撥叉；9拉桿；10離合器踏板；11分離軸承；12分離套筒；13回位彈簧；14支架；15離合器軸；16離合器軸承圖21 膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu) 如圖22，膜片彈簧離合器主要組成部分為：1）離合器蓋4：為板殼沖壓結(jié)構(gòu)，通過螺栓與飛輪連接在一起，為主要的承載部件，承受膜片彈簧的壓緊力。圖24 膜片彈簧結(jié)合過程1）結(jié)合過程：抬起踏板分離叉離開分離軸承回位彈簧使分離軸承回位壓緊彈簧使壓盤前移分離杠桿的外端向前運(yùn)動，內(nèi)端向后運(yùn)動這樣從動盤、飛輪、壓盤三者就壓緊了接通動力傳遞。支點(diǎn)和壓盤處之間的高度變化就是膜片彈簧的大端變形（結(jié)合狀態(tài)也即工作變形）；此時，膜片彈簧小端處也有變形，稱為小端變形。這樣螺旋彈簧壓緊力就會變成。 （2）R以及R/r的確定：比值R/r關(guān)系到蝶形材料的利用，通常取值R/r,。第四章 汽車膜片彈簧特性曲線計算AL法 彈簧計算的主要是碟簧部分，碟簧的精確計算很困難，所以作出了以下假設(shè)：(1) 碟簧在受到軸向載荷P時，沿其軸向的剖面不發(fā)生變形（仍保持其原剖面形狀），而是其軸向剖面繞剖面上某一中性點(diǎn)O轉(zhuǎn)動，如圖41所示；(2) 作用在膜片彈簧上的載荷均勻分布在內(nèi)外圓周上；(3) 彈簧變形時，膜片彈簧和各支撐面之間的滑動摩擦不計。圖42 碟簧軸向剖面坐標(biāo)位置示意圖 由于外力作用的方向和剖面相平行，因此，在垂直于剖面上的內(nèi)力d之和必為零。據(jù)此，分離指有兩個寬度系數(shù)：和由于 故 根據(jù)寬度系數(shù)的定義，可找出和的變化規(guī)律： 因此，積分后得以上就是膜片彈簧特性曲線計算所需要的理論公式。 %h為膜片彈簧厚度L=122。其次，在每個單元內(nèi)，選擇一種近似的函數(shù)，來接近未知的單元內(nèi)位移分布規(guī)律，就是分塊近似，并按彈性理論中的能量原理建立單元節(jié)點(diǎn)力和單元位移之間的關(guān)系，最后，把所有單元的這種關(guān)系式集合起來，就得到一組以節(jié)點(diǎn)位移為未知量的代數(shù)方程組，解這些方程組就可以求出物體上有限個節(jié)點(diǎn)的位移。（3） 可以處理任意復(fù)雜邊界的結(jié)構(gòu)。 （2）建立單元平衡方程在選擇了單元類型和相應(yīng)的位移函數(shù)后，即可按彈性力學(xué)的幾何方程、物理方程導(dǎo)出單元應(yīng)變與應(yīng)力的表達(dá)式，最后利用虛位移原理或最小勢能原理建立單元的平衡方程，即單元節(jié)點(diǎn)力與節(jié)點(diǎn)位移間的關(guān)系。 （2）方程求解在引入邊界條件之前，整體平衡方程是奇異的，這意味著整體方程是不可解的。 2）計算 是在形成總剛度方程并經(jīng)約束處理后求解大型聯(lián)立線性方程組，最終得到節(jié)點(diǎn)位移的過程。 （3）MotionView 是多體動力學(xué)仿真的前處理平臺，擁有全面的MBD接口、豐富的車身模型庫并支持二次開發(fā)。 （3）Forging 提供鍛造仿真方面的解決方案。RADIOSS融合了線性與非線性結(jié)構(gòu)有限元求解技術(shù)，多體動力學(xué)仿真技術(shù)和流固耦合仿真技術(shù)。通常所有無法用一維單元和二維單元簡化的模型都要使用三維單元進(jìn)行模擬。通過消除錯位和小孔，壓縮相鄰曲面之間的邊界，改正模型在導(dǎo)入時出現(xiàn)的錯誤，消除不必要的細(xì)節(jié)，產(chǎn)生一個簡化的部件模型，以便于網(wǎng)格劃分和分析，確保網(wǎng)格間的正確連接，獲得滿意的的網(wǎng)格樣式和質(zhì)量，從而提高整個網(wǎng)格劃分的速度和質(zhì)量，提高計算精度。由于有限元計算模型的合理性在很大程度上由網(wǎng)格形式所決定，因此，網(wǎng)格的劃分是有限元分析計算的基礎(chǔ)，也是其中心工作之一，而且工作量大、耗時多。 Hypermesh創(chuàng)建三維網(wǎng)格的基本思想是，對已有的二維網(wǎng)格或經(jīng)過投影、比例縮小或放大處理后的二維網(wǎng)格，經(jīng)過拉伸、掃掠等方式生成三維實(shí)體單元。膜片彈簧網(wǎng)格質(zhì)量檢查結(jié)果如下：圖55 膜片彈簧網(wǎng)格質(zhì)量檢查 5）定義膜片彈簧的材料屬性:膜片彈簧材料為,屬性如下表表51 彈性模量MPa泊松比密度屈服極限MPa極限抗拉強(qiáng)度MPa 6）邊界條件的施加： （1）離合器結(jié)合時邊界條件的施加據(jù)實(shí)際情況為，在支撐圈限定的曲線上施加Y方向位移約束，在與壓盤接觸的曲線段上施加Y方向指定的載荷。 本章小結(jié) 本章首先介紹了有限元方法的基本思想、特點(diǎn)、求解步驟與流程，然后介紹了Hyperworks軟件以及它的RADIOSS求解器的情況，并介紹了膜片彈簧有限元分析的過程，最后將AL法，有限元法，實(shí)驗(yàn)法的結(jié)果進(jìn)行了對比。首先最應(yīng)該感謝的是我的指導(dǎo)老師張勝蘭和張建輝老師，從最開始到最后結(jié)束，兩位張老師都付出了大量的精力與時間，在老師悉心的指導(dǎo)，耐心的幫助下，我才能克服各種難題順利地完成這篇畢業(yè)設(shè)