基于ansys-workbench的油田車(chē)四種后懸架支架強(qiáng)度的分析畢業(yè)論文(已修改)

　

【正文】 摘要本文以油田車(chē)四種后懸架支架為研究對(duì)象，利用PRO/ENGINEER軟件建模，在ANSYSWORKBENCH環(huán)境中建立有限元模型。對(duì)四種不同后懸架支架的原方案進(jìn)行工況分析，分析其在不同危險(xiǎn)工況下的受力情況，在WORKBENCH模塊中進(jìn)行靜態(tài)線性分析，根據(jù)實(shí)際受力情況進(jìn)行加載，并用不同的網(wǎng)格劃分，分析在不同網(wǎng)格單元下，計(jì)算結(jié)果的差異。并考察在不同危險(xiǎn)工況下應(yīng)力分布及變形情況，最后分析結(jié)果是否滿足強(qiáng)度要求。將其中一種支架在ANSYS ，將計(jì)算結(jié)果與在WORKBENCH模塊中計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。在分析四種支架在各種危險(xiǎn)工況下的原設(shè)計(jì)方案強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，嘗試提出各種改進(jìn)方案，改進(jìn)方案將有效降低其最高應(yīng)力水平，并用有限元分析驗(yàn)證。本文通過(guò)對(duì)四種原支架模型的結(jié)構(gòu)和材料進(jìn)行改進(jìn)，使其實(shí)際最大應(yīng)力都有了明顯的降低。關(guān)鍵詞：有限元，強(qiáng)度，應(yīng)力，后懸架支架AbstractThis article aims to study the four rear suspension bracket of oil car, using the software of PRO/ENGINEER to set up the model and lestablishing FEM model under ANSYSWORKBENCH. Firstly, it will analyze the original plan of the four different rear suspension bracket and their suffering capability under different dangerous working conditions. Under the module of WORKBENCH, it is going to do a static analysis of linear structures. While stressing according to the actual suffering capability and dividing with different mesh, it is going to analyze the difference of the result under different mesh cell. Meanwhile, the stress distribution and distortion situation under different dangerous working condition would be examined. Finally, it will analyze whether the result will meet its request for intensity. Put one of the bracket into the classical interface－ANSYS －to analyze and the result is going to be pared with result getting from the calculation under the module of WORKBENCH. Based on the analysis of the original scheme of the four rear suspension bracket under all kinds of dangerous working conditions, it will try to point out improving schemes accordingly. The improving schemes will reduce its highest stress level effectively and be validated by FEM.According to its improving on the structure of the four original bracket model and its material, this paper, at the same time, has reduced its actual maximum stress obviously.Keyworks：FEM, intensity,stress，rear suspension bracket目錄摘要 IAbstract II1 緒論 1 課題來(lái)源及簡(jiǎn)介 1 懸架系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 1 課題研究的內(nèi)容 32 有限元法基本理論與模型建立 4 有限元法的基本思想 4 有限元理論解題的主要步驟 5 有限元分析在汽車(chē)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 5 有限元空間單元理論簡(jiǎn)介 7 建立實(shí)體模型的簡(jiǎn)介 9. Pro/ENGINEER軟件簡(jiǎn)介 9 10 本章小結(jié) 123 四種后懸架支架的原方案的強(qiáng)度分析 13 ANSYS軟件簡(jiǎn)介 13 14 導(dǎo)入后懸架支架的有限元模型 14 設(shè)置單元屬性及材料類(lèi)型 15 網(wǎng)格劃分 17 確定模型的邊界條件 17 18 四中后懸架支架的工況簡(jiǎn)介 18 前支架的工況簡(jiǎn)介 18 后支架的工況簡(jiǎn)介 20 前、后滑塊式支架的工況簡(jiǎn)介 21 中間支架的工況簡(jiǎn)介 21 四種后懸架支架的強(qiáng)度計(jì)算 22 前支架的強(qiáng)度計(jì)算 22 后支架的強(qiáng)度計(jì)算 26 前、后滑塊式支架的強(qiáng)度分析 30 中間支架的強(qiáng)度分析 32 ANSYS經(jīng)典界面與WORKBENCH計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析 34 本章小結(jié) 354. 四種后懸架支架改進(jìn)方案的強(qiáng)度分析 36 36 后支架的改進(jìn)方案及強(qiáng)度計(jì)算 40 前、后滑塊式支架的改進(jìn)方案及強(qiáng)度計(jì)算 42 中間支架的改進(jìn)方案及強(qiáng)度計(jì)算 44 本章小結(jié) 45 47 47 展望 47致謝 49參考文獻(xiàn) 50 1 緒論 課題來(lái)源及簡(jiǎn)介本課題《基于ANSYSWORKBENCH油田車(chē)四種后懸架支架強(qiáng)度分析》來(lái)源于東風(fēng)有限商用車(chē)技術(shù)中心。汽車(chē)懸架支架連接著車(chē)架和鋼板彈簧，是汽車(chē)上的主要連接和承載構(gòu)件，它承擔(dān)了大部分的連接和承載任務(wù)，同時(shí)也承受巨大的載荷和周期性應(yīng)力[1]。因此，在汽車(chē)行駛時(shí)，必需使懸架支架有較高的強(qiáng)度，才能保證汽車(chē)行駛的安全性。本課題通過(guò)在CAD軟件PRO/ENGINEER中對(duì)四種后懸架支架進(jìn)行建模，然后再導(dǎo)入有限元軟件ANSYS ，所得出的應(yīng)力和位移結(jié)果為后懸架支架的設(shè)計(jì)和制造提供一定的理論指導(dǎo)。 汽車(chē)后懸架布置圖 懸架系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀懸架系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車(chē)上的重要總成之一，它把車(chē)架(或車(chē)身)與車(chē)軸(或車(chē)輪)彈性地連接起來(lái)，主要功能是傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)架(或車(chē)身)之間的一切力和力矩，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車(chē)架(或車(chē)身)的沖擊載荷，削弱由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，以保證汽車(chē)平順的行駛[2]。懸架按照彈性元件的不同可以分為鋼板彈簧懸架、螺旋彈簧懸架、扭桿彈簧懸架、橡膠彈簧懸架、油氣彈簧懸架、空氣彈簧懸架等等[3]。目前在大中型客車(chē)和部分高級(jí)轎車(chē)上廣泛應(yīng)用的空氣彈簧懸架系統(tǒng)。隨著空氣懸架應(yīng)用的推廣，對(duì)空氣懸架的研究也得到了重視。進(jìn)入20世紀(jì)9O年代以來(lái)．隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)商業(yè)應(yīng)用軟件的不斷成熟，空氣懸架的模擬仿真研究凸顯。0iuseppe QuagIia建立了空氣懸架的仿真模型，對(duì)帶附加氣室的空氣懸架振動(dòng)特性進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬研究，分析了空氣懸架的主要參數(shù)對(duì)懸架振動(dòng)特性的影響[4]。Takuya Yuasa采用有限元方法對(duì)空氣懸架進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì)[5]。Theo Meller針對(duì)空氣懸架的能量消耗等問(wèn)題作了研究，提出了自激勵(lì)空氣懸架高度控制系統(tǒng)[6]。國(guó)外汽車(chē)空氣懸架發(fā)展經(jīng)歷了“鋼板彈簧一氣囊復(fù)合式懸架一被動(dòng)全空氣懸架一主動(dòng)全空氣懸架(即ECAS電控空氣懸架系統(tǒng))”的變化。目前，如Audi A6旅行車(chē)、日本豐田公司生產(chǎn)的LS400轎車(chē)、Benz公司生產(chǎn)的S系列2000型轎車(chē)和美國(guó)Lincoln轎車(chē)、Ford轎車(chē)均裝備了電子控制的空氣懸架系統(tǒng)。此外，空氣彈簧在一些特種車(chē)輛(如對(duì)防震要求較高的儀表車(chē)、救護(hù)車(chē)、特種軍用車(chē)及要求高度調(diào)節(jié)的集裝箱運(yùn)輸車(chē)等)上的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛，除了作為懸架的彈性元件以外。空氣彈簧還用作駕駛室和座椅的支承。近幾年，由于我國(guó)高速公路事業(yè)的迅速發(fā)展，到2003年底．我國(guó)高速公路通車(chē)程長(zhǎng)接近3萬(wàn)公里，位居世界第二，僅次于美國(guó)，而且正以每年4000公里的速度快速增長(zhǎng)。公路條件的改善使大型車(chē)的使用量越來(lái)越大，對(duì)舒適性的要求也越來(lái)越高．國(guó)內(nèi)對(duì)空氣懸架理論研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作又重新重視起來(lái)。國(guó)內(nèi)各大汽車(chē)廠、研究所、大專(zhuān)院校都對(duì)空氣懸架進(jìn)行過(guò)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和理論研究。如鄭州宇通公司、廈門(mén)金龍、蘇州金龍從2002年開(kāi)始自主開(kāi)發(fā)和引進(jìn)空氣懸架的產(chǎn)品，主要選配N(xiāo)eway、科曼及Reyco的空氣懸架，東風(fēng)汽車(chē)研究所對(duì)混合式空氣懸架進(jìn)行過(guò)設(shè)計(jì)．中國(guó)重型汽車(chē)集團(tuán)公司在斯太爾車(chē)上安裝了浮動(dòng)橋空氣懸架。交通部重慶公路科學(xué)研究所對(duì)大客車(chē)非獨(dú)立空氣懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究[7]，北京理工大學(xué)也進(jìn)行了日野RC42O型客車(chē)空氣彈簧的臺(tái)架試驗(yàn)，并進(jìn)行了空氣彈簧靜、動(dòng)特性和氣室容積特性的分析，華南理工大學(xué)對(duì)空氣懸架的振動(dòng)傳遞特性進(jìn)行了研究，取得了一些初步研究結(jié)果。國(guó)外的空氣懸架設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的相對(duì)較為成熟，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)使用了電子控制的空氣懸架系統(tǒng)，但是應(yīng)用暫時(shí)還僅僅限于一些