某型轎車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析-在線瀏覽
2024-08-05 08:20本頁(yè)面
【正文】 ts show that the fatigue performance of the designed steering knuckle is low, and can not meet the work requirements, and need to increase its 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(lèi)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(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是否能夠安全穩(wěn)定工作的重要保障，汽車(chē)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(chē)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(chē)的動(dòng)載荷[1] 。我們?yōu)楸ＷC安全可靠性的使用，對(duì)于轉(zhuǎn)向節(jié)零件進(jìn)行疲勞強(qiáng)度分析就顯得十分非常重要了。 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。我們?cè)谠O(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向節(jié)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到承受軸向的負(fù)載，還應(yīng)該考慮到對(duì)于不同工況下傳遞的各方向載荷或者沖擊力。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。這些軟件在便捷操作的同時(shí)，并且具有高的分析計(jì)算能力，由此也提高用戶的熟練掌握水平。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。 課題研究的目的與意義伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，交通事業(yè)也發(fā)展的十分迅猛，轉(zhuǎn)向節(jié)作為汽車(chē)的重要組成部分，對(duì)其研究和發(fā)展就顯得十分重要了。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(chē)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。 汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到各種環(huán)境、溫度以及發(fā)生意外的惡劣情況，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向節(jié)的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)被淘汰了。（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。如Pro/Engineer，Auto CAD等，再現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中是高級(jí)CAE工具之一。），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)的成型轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車(chē)導(dǎo)向的關(guān)鍵零件，它的工作性能要求直接關(guān)系到行車(chē)人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全。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(lèi)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。如對(duì)從國(guó)外引進(jìn)的斯太爾重型汽車(chē)的轉(zhuǎn)向節(jié)，根據(jù)其幾何形狀采用了擠壓模鍛復(fù)合工藝，其工步為鐓粗、立式擠壓、預(yù)鍛、終鍛、切邊、校正。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。轉(zhuǎn)向節(jié)由固定制動(dòng)器底板的凸緣和支承輪轂的指軸構(gòu)成?，F(xiàn)在大多數(shù)汽車(chē)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。為避免應(yīng)力集中，樞軸根部一般做有較大半徑的圓角。兩個(gè)銷(xiāo)孔在同一中心線上，是由加工來(lái)保證的。在左轉(zhuǎn)向節(jié)上耳上也有一個(gè)帶鍵槽的錐孔，用以安裝轉(zhuǎn)向節(jié)臂。而轉(zhuǎn)向節(jié)則可以繞主銷(xiāo)偏轉(zhuǎn)一定的角度，以使汽車(chē)轉(zhuǎn)向。為使轉(zhuǎn)向輕便，在前軸拳部下方與轉(zhuǎn)向節(jié)下耳之間裝有滾子止推軸承。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)有左右轉(zhuǎn)向節(jié)之分，都是通過(guò)主銷(xiāo)將轉(zhuǎn)向節(jié)叉形（或拳形）耳與前軸的拳部（或叉部）相連。轉(zhuǎn)向節(jié)的芯軸是供裝車(chē)輪輪轂的，還有裝制動(dòng)器底板的凸緣。本文所研究的整車(chē)基本參數(shù)如表21所示：表21 整車(chē)基本參數(shù)整車(chē)參數(shù)數(shù)值整車(chē)質(zhì)量（m） 1890 kg滿載質(zhì)量（M）2800kg整車(chē)總長(zhǎng)/總寬/總高5035mm/1820mm/1970mm軸距（L）3080mm前輪距（B1）/后輪距（B2）1570mm/1545mm滿載時(shí)前軸荷（m1）/后軸荷（m2）1355kg/1445kg空載時(shí)前軸荷（m3）/后軸荷（m4）914kg/976kg質(zhì)心到前軸距離（a）1590mm質(zhì)心到后軸距離（b）1490mm質(zhì)心高度（）滿載/空載750mm/770mm輪胎型號(hào)205/70R3 轉(zhuǎn)向節(jié)的三維建模和結(jié)構(gòu)分析本章以某型轎車(chē)的整體式轉(zhuǎn)向節(jié)為例，運(yùn)用PRO/E軟件建立轉(zhuǎn)向節(jié)的三維模型，并通過(guò)ANSYS軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)向節(jié)的有限元分析。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(xiāo)對(duì)于實(shí)體本身的強(qiáng)度和剛度影響較小，所以主銷(xiāo)及轉(zhuǎn)向節(jié)與車(chē)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(xiāo)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
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