【正文】 示。圖44 伸張閥劃分好網(wǎng)格由于壓縮閥和伸張閥都不是由單個(gè)閥片組成，而是由多個(gè)閥片組成的，所以在分析過程中如果不創(chuàng)建接觸對(duì)則分析結(jié)果誤差過大。但是接觸問題是一種高度非線性行為，需要較大的計(jì)算資源，為了進(jìn)行實(shí)為有效的計(jì)算，理解問題的特性和建立合理的模型是很重要的。還有接觸問題存在兩個(gè)較大的難點(diǎn)：其一，在你求解問題之前，你不知道接觸區(qū)域，表面之間是接觸或分開是未知的，突然變化的，這隨載荷、材料、邊界條件和其它因素而定；其二，大多的接觸問題需要計(jì)算摩擦，有幾種摩擦和模型供你挑選，摩擦使問題的收斂性變得困難。而在進(jìn)行在這里進(jìn)行ANSYS分析時(shí)可以忽略閥片間的分離，所以可以創(chuàng)建接觸對(duì)。在這里，采用的接觸對(duì)是:面面接觸分析。在涉及到兩個(gè)邊界的接觸問題中，很自然把一個(gè)邊界作為“目標(biāo)”面而把另一個(gè)作為“接觸”面，對(duì)剛體─柔體的接觸，“目標(biāo)”面總是剛性的，“接觸”面總是柔性面，這兩個(gè)面合起來叫作“接觸對(duì)”。壓縮閥和伸張閥的接觸對(duì)創(chuàng)建過程：【Modeling】→【Create】→【Contact Pair】，再選擇創(chuàng)建新的接觸對(duì)，確認(rèn)是面面的接觸對(duì)選項(xiàng)后，選擇要?jiǎng)?chuàng)建接觸對(duì)的兩個(gè)面，然后根據(jù)實(shí)際情況，估計(jì)摩擦系數(shù)的值的大小，鍵入即可。根據(jù)減震器的實(shí)際使用液壓油的壓力情況中和減震器的示功圖和速度特性曲線[12]（如圖45所示），對(duì)閥片施加載荷。對(duì)減震器在伸張行程中，在某個(gè)瞬間，伸張閥片受到油液通過的六個(gè)均布在活塞孔而作用在伸張閥上的力，大小為：50N。壓縮閥在壓縮行程某個(gè)瞬間受到4個(gè)均布的力，值為：100N[13]。以壓縮閥為例施加載荷。在施加載荷之前先把顯示設(shè)置為節(jié)點(diǎn)顯示，然后把全部的點(diǎn)都轉(zhuǎn)移到柱形坐標(biāo)系下，通過Entities的辦法來選擇。具體的施加點(diǎn)在Z=0,X=（柱形坐標(biāo)值）的環(huán)形上。完成Entities選擇之后，具體的載荷施加過程：【Solution】→【Define Load】→【Apply】→【Structural】→【Force/Moment】→【On Nodes】，到了這一步，開始選擇過濾之后的均布的四個(gè)節(jié)點(diǎn)，完成節(jié)點(diǎn)的選擇之后，再選擇為施加的力的方向?yàn)閆方向即可，最后輸入值大小即可。對(duì)伸張閥的載荷的施加也是一樣的。圖45 減震器的示功圖和速度特性(此圖引用于文獻(xiàn)[12]) 而定義減震器的壓縮閥和伸張閥的約束條件時(shí)，因?qū)嶋H的工作情況定。對(duì)于壓縮閥，減震器在壓縮運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，由于壓縮閥底座的作用最內(nèi)圈的邊緣都是完全固定的。而伸張閥則由于彈簧的作用先會(huì)向下運(yùn)動(dòng)小段距離后，彈簧壓縮到一定程度了，就可以完全抵消伸張閥受到的油壓力。這里考慮的是彈簧壓縮之后的，所以伸張閥的最內(nèi)圈也是完全固定的。由于在做伸張閥分析時(shí)添加了彈簧，所以彈簧的最末端（不與伸張閥接觸的那端）也是固定的，而彈簧另一端則是可以沿Z軸運(yùn)動(dòng)。約束的施加和載荷的施加的步驟大同小異，所以就不一一說明。伸張閥載荷和約束分布如圖46所示圖46 伸張閥載荷和約束分布一切都設(shè)定好之后就可以對(duì)減震器的壓縮閥和伸張閥進(jìn)行有限元計(jì)算。具體步驟依次選擇：【Solve】→【Current LS】即可。計(jì)算完成之后就可以查看和分析結(jié)果。 首先查看壓縮閥的應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)圖，分別如圖47和圖48所示?？梢钥闯鰤嚎s閥的最危險(xiǎn)受力截面在壓縮閥的內(nèi)圈的邊緣處，而最大的應(yīng)變發(fā)生在壓縮閥的外圈，這些均與實(shí)際情況相符。圖47 壓縮閥應(yīng)力分布圖圖48 壓縮閥應(yīng)變分布圖 再查看伸張閥的應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)圖，分別如圖49和圖410所示。同樣，可以發(fā)現(xiàn)伸張閥閥的最危險(xiǎn)受力截面在壓縮閥的內(nèi)圈的邊緣處，而最大的應(yīng)變發(fā)生在壓縮閥的外圈，這些也都與實(shí)際情況相符。圖49 伸張閥應(yīng)力分布圖圖410 伸張閥應(yīng)變分布圖 根據(jù)獲得的閥片的應(yīng)力和應(yīng)變?cè)茍D。伸張閥和壓縮閥的應(yīng)力、應(yīng)變情況均與實(shí)際情況相符合，但是在這里是考慮的是理想流體的情況來加載荷的[14]。所以，這里的應(yīng)變和應(yīng)力都是理想狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變情況。而在實(shí)際之中，還要考慮工作之中液壓油的溫度的影響[15]等等。 最大應(yīng)力和應(yīng)變值名 稱最大應(yīng)力最大應(yīng)變伸張閥壓縮閥本章利用通用有限元分析軟件ANSYS，對(duì)汽車減震器的閥片進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。在ANSYS軟件中建立減震器伸張閥和壓縮閥的實(shí)體模型，再到模型的網(wǎng)格的劃分。在劃分網(wǎng)格的時(shí)候一開始把網(wǎng)格的邊長(zhǎng)設(shè)置得過大，導(dǎo)致網(wǎng)格劃分不夠密，得到結(jié)果實(shí)際的誤差較大，后面把網(wǎng)格邊長(zhǎng)改小之后得到較好的結(jié)果。最后通過分析，可以清楚地看出減震器閥片各點(diǎn)的受力情況、受力時(shí)最大應(yīng)力點(diǎn)和最小應(yīng)力點(diǎn)，以及最大位移點(diǎn)及最小位移點(diǎn)。由于減震器的阻尼力與閥片的應(yīng)變式息息相關(guān)的，所以通過閥片的變形情況就可以大致了解到減震器工作時(shí)候的阻尼的情況。第五章 總結(jié)和展望 全文總結(jié)本文結(jié)合實(shí)際工程問題，在進(jìn)行大量的文獻(xiàn)查詢和在老師的指導(dǎo)之下，掌握了汽車減震器的基本情況以及所有軟件的操作后，利用大型CAD軟件UG進(jìn)行幾何建模，并認(rèn)真分析了汽車減震器的生產(chǎn)工藝，最后獲得了工程圖紙。還利用大型通用有限元分析ANSYS對(duì)減震器的壓縮閥和伸張閥的閥片結(jié)構(gòu)分析，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。學(xué)習(xí)了制圖的各種標(biāo)準(zhǔn)，深刻的認(rèn)識(shí)到了UG幾何建模的特點(diǎn)，熟悉了減震器的制造工藝特點(diǎn)。主要研究成果包括以下幾個(gè)方面：系統(tǒng)全面的介紹了UG軟件的特點(diǎn)，建模的思路、步驟，以及個(gè)人在使用UG后總結(jié)的一些心得和技巧。詳細(xì)的介紹了汽車減震器的設(shè)計(jì)和制造工藝，從材料的選擇到最后的加工完成，并熟悉了各個(gè)工藝的目的和要求，最后獲得了可以應(yīng)用于汽車減震器實(shí)際生產(chǎn)的工程圖紙。深刻體會(huì)到了UG和ANSYS之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化機(jī)制，以及將UG的模型導(dǎo)入到ANSYS中的合理方法，詳細(xì)介紹了ANSYS的有限元建模過程，在建模過程中充分體會(huì)到了網(wǎng)格質(zhì)量對(duì)后續(xù)分析的重要性。由于時(shí)間和個(gè)人能力有限，對(duì)富康前減震器設(shè)計(jì)的研究難以達(dá)到面面俱到，還有許多工作要做，今后可從以下這幾個(gè)方面進(jìn)一步研究：對(duì)減震器建好的模型的數(shù)據(jù)的管理未能達(dá)到完美，無論從模型的命名和分類都有待提高。對(duì)汽車減震器的制造工藝分析不夠全面，只是分析了典型的重要零件，其他的相關(guān)的零件沒有進(jìn)行深入的分析。因?yàn)槠渌悴考闹圃旃に噷?duì)減震器的性能和壽命的影響同樣重要。在進(jìn)行有限元分析時(shí)，模型的簡(jiǎn)化了，使得求解結(jié)果和實(shí)際的結(jié)果產(chǎn)生一定的誤差，因此要對(duì)模型進(jìn)一步的調(diào)整、細(xì)化，從而獲得更加精確的近似解。再者，本次由于條件有限，對(duì)減震器閥片進(jìn)行的有限元分析只是初步的，應(yīng)當(dāng)將其和試驗(yàn)臺(tái)架中實(shí)驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而驗(yàn)證本次有限元分析的可行性。參考文獻(xiàn)（References）[1] 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謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師王文林老師。在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖，有限元分析等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。王老師對(duì)我的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點(diǎn)，使我在完成論文的同時(shí)也深受啟發(fā)和教育。王老師的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)，他們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中給了我很多幫助，幫助我克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。然后我要感謝大學(xué)四年來所有的老師，特別是車輛所里所有的老師，他們?yōu)槲覀兇蛳聶C(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)。我還要感謝05級(jí)車輛051班的全體同學(xué)，感謝他們?cè)谒哪甏髮W(xué)生活中給予我的學(xué)習(xí)上和生活上的幫助和鼓勵(lì)，特別是在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中為我提供的理論和實(shí)際上的幫助，在撰寫畢業(yè)論文時(shí)提出的各種寶貴的意見與建議。最后我要由衷感謝答辯小組的各位老師對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)和教誨，繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，盡自己的微薄之力回報(bào)母校的培育之情，爭(zhēng)取為社會(huì)產(chǎn)生多做貢獻(xiàn)。