【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閥片組成，而是由多個閥片組成的，所以在分析過程中如果不創(chuàng)建接觸對則分析結(jié)果誤差過大。但是接觸問題是一種高度非線性行為，需要較大的計算資源，為了進行實為有效的計算，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較大的難點：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。而在進行在這里進行ANSYS分析時可以忽略閥片間的分離，所以可以創(chuàng)建接觸對。在這里，采用的接觸對是:面面接觸分析。在涉及到兩個邊界的接觸問題中，很自然把一個邊界作為“目標”面而把另一個作為“接觸”面，對剛體─柔體的接觸，“目標”面總是剛性的，“接觸”面總是柔性面，這兩個面合起來叫作“接觸對”。壓縮閥和伸張閥的接觸對創(chuàng)建過程：【Modeling】→【Create】→【Contact Pair】，再選擇創(chuàng)建新的接觸對，確認是面面的接觸對選項后，選擇要創(chuàng)建接觸對的兩個面，然后根據(jù)實際情況，估計摩擦系數(shù)的值的大小，鍵入即可。根據(jù)減震器的實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），對閥片施加載荷。對減震器在伸張行程中，在某個瞬間，伸張閥片受到油液通過的六個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瞬間受到4個均布的力，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置為節(jié)點顯示，然后把全部的點都轉(zhuǎn)移到柱形坐標系下，通過Entities的辦法來選擇。具體的施加點在Z=0,X=（柱形坐標值）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節(jié)點，完成節(jié)點的選擇之后，再選擇為施加的力的方向為Z方向即可，最后輸入值大小即可。對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[12]) 而定義減震器的壓縮閥和伸張閥的約束條件時，因?qū)嶋H的工作情況定。對于壓縮閥，減震器在壓縮運動的整個過程中，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向下運動小段距離后，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軸運動。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定好之后就可以對減震器的壓縮閥和伸張閥進行有限元計算。具體步驟依次選擇：【Solve】→【Current LS】即可。計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力和應變狀態(tài)圖，分別如圖47和圖48所示。可以看出壓縮閥的最危險受力截面在壓縮閥的內(nèi)圈的邊緣處，而最大的應變發(fā)生在壓縮閥的外圈，這些均與實際情況相符。圖47 壓縮閥應力分布圖圖48 壓縮閥應變分布圖 再查看伸張閥的應力和應變狀態(tài)圖，分別如圖49和圖410所示。同樣，可以發(fā)現(xiàn)伸張閥閥的最危險受力截面在壓縮閥的內(nèi)圈的邊緣處，而最大的應變發(fā)生在壓縮閥的外圈，這些也都與實際情況相符。圖49 伸張閥應力分布圖圖410 伸張閥應變分布圖 根據(jù)獲得的閥片的應力和應變云圖。伸張閥和壓縮閥的應力、應變情況均與實際情況相符合，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，這里的應變和應力都是理想狀態(tài)下的應力應變情況。而在實際之中，還要考慮工作之中液壓油的溫度的影響[15]等等。 最大應力和應變值名 稱最大應力最大應變伸張閥壓縮閥本章利用通用有限元分析軟件ANSYS，對汽車減震器的閥片進行了結(jié)構(gòu)分析。在ANSYS軟件中建立減震器伸張閥和壓縮閥的實體模型，再到模型的網(wǎng)格的劃分。在劃分網(wǎng)格的時候一開始把網(wǎng)格的邊長設置得過大，導致網(wǎng)格劃分不夠密，得到結(jié)果實際的誤差較大，后面把網(wǎng)格邊長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的受力情況、受力時最大應力點和最小應力點，以及最大位移點及最小位移點。由于減震器的阻尼力與閥片的應變式息息相關的，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)合實際工程問題，在進行大量的文獻查詢和在老師的指導之下，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進行幾何建模，并認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對減震器的壓縮閥和伸張閥的閥片結(jié)構(gòu)分析，并對結(jié)果進行分析。學習了制圖的各種標準，深刻的認識到了UG幾何建模的特點，熟悉了減震器的制造工藝特點。主要研究成果包括以下幾個方面：系統(tǒng)全面的介紹了UG軟件的特點，建模的思路、步驟，以及個人在使用UG后總結(jié)的一些心得和技巧。詳細的介紹了汽車減震器的設計和制造工藝，從材料的選擇到最后的加工完成，并熟悉了各個工藝的目的和要求，最后獲得了可以應用于汽車減震器實際生產(chǎn)的工程圖紙。深刻體會到了UG和ANSYS之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化機制，以及將UG的模型導入到ANSYS中的合理方法，詳細介紹了ANSYS的有限元建模過程，在建模過程中充分體會到了網(wǎng)格質(zhì)量對后續(xù)分析的重要性。由于時間和個人能力有限，對富康前減震器設計的研究難以達到面面俱到，還有許多工作要做，今后可從以下這幾個方面進一步研究：對減震器建好的模型的數(shù)據(jù)的管理未能達到完美，無論從模型的命名和分類都有待提高。對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，其他的相關的零件沒有進行深入的分析。因為其他零部件的制造工藝對減震器的性能和壽命的影響同樣重要。在進行有限元分析時，模型的簡化了，使得求解結(jié)果和實際的結(jié)果產(chǎn)生一定的誤差，因此要對模型進一步的調(diào)整、細化，從而獲得更加精確的近似解。再者，本次由于條件有限，對減震器閥片進行的有限元分析只是初步的，應當將其和試驗臺架中實驗數(shù)值進行對比，進而驗證本次有限元分析的可行性。參考文獻（References）[1] 陳家瑞,馬天飛. 汽車構(gòu)造（上，下）〔M〕. 北京：人民交通出版社，2006[2] 馮雪梅,[J].武漢理工大學學報,2003(3):340343[3] . 武漢汽車工業(yè)大學碩士論文,2000[4] ,2007[5] and analysis of preloaded liquid spring/damper shock absorbers[J].Simulation Modelling Practice and Theory,2009(17):309325[6] , of service failures in automobile shock absorbers[J].Engineering Failure Analysis,2007(14):355363[7] , of a thermal model for automotive twintube shock absorers[J].Applied Thermal Engineering,2005(25):18361853[8] 劉延慶,張建武,張利,[J].上海交通大學學報,2002(8):10951099[9] 李幼德,李靜,宋大鳳,[J].汽車工程,2003(3):287290[10] 袁長頌. 有限元法在減振器建模中的應用[J].客車技術與研究,2007(2):2022[11] 石廣奎,李檳,[J].汽車工程,1995(6):367374[12] 黃恒,程廣偉,[J].機車技術,2005(11):47[13] 李世民，—速度特性的預測法[J].機械設計與制造,2004(6):7678[14] . 大慶石油學院碩士論文,2003[15] , materials and the design of the die in a critical manufacturing step of an automotive shock absorber cap[J].Materials and Design,2007(28):962968致 謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。在這里首先要感謝我的導師王文林老師。在我做畢業(yè)設計的每個階段，從實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖，有限元分析等整個過程中都給予了我悉心的指導。王老師對我的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進行多次指導和悉心指點，使我在完成論文的同時也深受啟發(fā)和教育。王老師的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。其次要感謝和我一起作畢業(yè)設計的同學，他們在本次設計中給了我很多幫助，幫助我克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設計。然后我要感謝大學四年來所有的老師，特別是車輛所里所有的老師，他們?yōu)槲覀兇蛳聶C械專業(yè)知識的基礎。我還要感謝05級車輛051班的全體同學，感謝他們在四年大學生活中給予我的學習上和生活上的幫助和鼓勵，特別是在本次畢業(yè)設計中為我提供的理論和實際上的幫助，在撰寫畢業(yè)論文時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學生的指導和教誨，繼續(xù)努力學習，盡自己的微薄之力回報母校的培育之情，爭取為社會產(chǎn)生多做貢獻。