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汽車膜片彈簧離合器有限元的設(shè)計論文-文庫吧資料

2025-07-02 15:37本頁面
  

【正文】 方面的解決方案。4)高度集成的制造工藝仿真解決方案 (1)HyperForm 是鈑金沖壓成形仿真工具,可實現(xiàn)一步法和多步法求解。 (3)Radioss系列工具 Radioss技術(shù)在全球汽車行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是安全技術(shù)、生物仿真技術(shù)和車輛安全評價技術(shù)。 3)先進的標準求解器技術(shù) (1)Optistruct/Analysis 是有限元分析求解器,具有快速而精確的特點,能實現(xiàn)從線性靜態(tài)到頻率響應(yīng)分析的求解功能。 (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)。 (2)Hyperview Hyperview及其集成的HyerGraph模塊是通用的CAE后處理環(huán)境,為CAE和試驗結(jié)果的專業(yè)后處理提供支持。 (2)Hyperstudy 是功能強大而且易用的多學(xué)科優(yōu)化平臺,支持獨立于求解器的模型參數(shù)化,可用于試驗設(shè)計(DOE)、優(yōu)化研究和可行性研究。 3)后處理 是對計算機輸出的結(jié)果(包括各種應(yīng)力、位移或振型等)進行必要的處理并按一定的方式(如等應(yīng)力線、變形圖、振型圖等)顯示或打印出來,以便對分析對象的性能或設(shè)計的合理性進行分析、評估,從而作出相應(yīng)的改進或優(yōu)化。 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)點位移的過程。 (2)根據(jù)分析對象和目的,確定有限元網(wǎng)格劃分方案(單元類型的選擇、單元的密度和數(shù)量)和裝配方案(連接關(guān)系類型和位置),建立有限元分析的計算模型。 1)前處理,其任務(wù)包括: (1)建立分析結(jié)構(gòu)的幾何模型。只要在整體平衡方程中引入必要的邊界約束條件,整體平衡方程才能求解。 (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。集成所遵循的原則是各相鄰單元在共同節(jié)點處有相同的位移。 (1)整體平衡方程建立有限元法的分析過程是先分后合,即先進行單元分析,在建立了單元平衡方程以后,在進行整體分析。但是,對于實際的連續(xù)體,力是從單元的公共邊界傳遞到另一個單元中去的。 (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)點力與節(jié)點位移間的關(guān)系。這種用于描述單元內(nèi)位移的簡單函數(shù)稱為位移函數(shù),又稱為位移模式。所謂結(jié)構(gòu)離散化,就是用假想的線或面將連續(xù)物體分割成由有限個單元組成的集合體,且單元之間僅在節(jié)點處連接,單元之間的作用僅由節(jié)點傳遞。同時,有限元法的單元可以通過插值函數(shù)的階次來提高有限元解的精度。(3) 可以處理任意復(fù)雜邊界的結(jié)構(gòu)。(2) 計算方法通用,應(yīng)用范圍廣。有限元法的基本思想是分塊近似和離散,概念容易理解。有限元法經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已成為一種使用非常廣泛的數(shù)值計算的方法,它具有鮮明的特點,具體表現(xiàn)在以下方面。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)點的位移。 膜片彈簧CAE分析有限元法是從變分法發(fā)展而來,為了求解微分方程所用的一種數(shù)值計算方法,方法主要使用計算機,采用分塊近似的原理,從而逼近整體,這樣就可以用來求解一些物理問題。axis([0,7,0,12000])。 %l為支撐圈與膜片彈簧作用半徑P1=(pi*E*h*x1/(6*(1b^2)))*log10(R/r)/((Ll)^2).*((Hx1*((Rr)/(Ll))).*(H(x1/2)*(Rr)/(Ll))+h^2)。 %h為膜片彈簧厚度L=122。 %r為膜片彈簧小端半徑H=。 %b為泊松比R=126。 %x1為膜片彈簧大端變形E=*10^5。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。由于分離指間的徑向槽在根部處變寬,因此應(yīng)把分離指看作兩段變截面梁組成。當力作用與分離指上時,每一個分離指所受到的載荷為,它的附加彎曲變形可按下式求得 (416)式中,分離指上作用載荷時,在任意半徑處的彎曲力矩: 分離指上作用單位載荷時,即=1時,在任意半徑處的彎曲力矩: E材料的彈性模量; 分離指在任意半徑處的慣性矩。沿半徑L的半圓周上作用的外力對軸線之矩為積分后得 沿半徑的半圓周上作用的外力對軸線之矩為積分后得 由于和的方向相反,故總的外力矩為 == (410)全部內(nèi)力對軸線之矩為把有關(guān)公式帶入并取積分限,近似得積分后得 (411)根據(jù)平衡條件 =故得 (412)鑒于彈簧受載后沿大端受載方向的變形和角變形有一定的關(guān)系,近似地可認為 = (413)膜片彈簧的起始底角可近似認為 (414)把式(49)、式(413)、式(414)帶入(412),化簡后得實際上膜片彈簧最常見的尺寸比例關(guān)系為 12可認為 (415)這樣就得到膜片彈簧的第一個計算公式即 當外力沿膜片彈簧小端的圓周上作用時,如果要求得到大端的變形,及的關(guān)系式,則可用與前面相同的方法,因為===這樣就可得到膜片彈簧變形的第2個計算公式: 圖44 膜片彈簧小端變形 前面說過,沿膜片彈簧小端半徑為人的圓周上作用有力時,該處的變形為 ,和的關(guān)系可通過角變形推導(dǎo)出來。圖42 碟簧軸向剖面坐標位置示意圖 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。又知 根據(jù)先前的假定,由于 =0故 得 (47)把式(47)帶入(46),即得應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系式: 把式(45)帶入上式,就可以找到任意A點的切向應(yīng)力公式: (48)為了找到中性點0的位置,需要確定的大小。因為,其碟簧部分剖面上任意點的應(yīng)力都處于兩向應(yīng)力狀態(tài)(由于剖面沿軸向不發(fā)生變形)。令A(yù)點的坐標為(x,y),那么有圖41可知: (42) (43)式中,為中性點O的半徑。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。根據(jù)以上標準,本論文研究的膜片彈簧實際尺寸參考了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)吳志輝同志的論文,實際尺寸如下: ,彈簧片厚,碟簧部分外半徑,碟簧部分內(nèi)半徑,支撐環(huán)平均半徑,碟片彈簧與壓盤的接觸半徑,膜片彈簧小端半徑,分離軸承作用半徑,分離指數(shù)目,切槽寬度。 (5)分離指數(shù)目和切槽寬度、及半徑:汽車膜片彈簧分離指數(shù)目n12,一般為18左右,10mm,半徑與有關(guān),一般來說,r。αH/(Rr)。 (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,。
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