某型汽车后桥壳的有限元分析
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
某轿车前后桥有限元模型分析及试验验证
应 变片
位 置
l
27 2
误差
/ %
后桥实验也是选择 两轮同时上抬的工况下进
行的,将后桥按使用状 态安装在试验 台上 , 中 其
1 2 , 处固定 , ,6 , ,3 4 5 处为加载点. 加载方向
为 z轴负方向 ( 垂直向下 ). 载荷大小 :两点均
某轿 车前后桥有限元模 型分析及试 验验证
周一 平 ,朱 海林
摘 要 :利用轿 车前、后桥 的 PoE三维数模建立其有 限元模型 ,将 C D 和 C E有机地结 r/ A A
合在一起 ,提 高建模 效率.同时 ,为 了验证模 型分析 结果 的精确度 ,对前、后桥 进行 自由模 态以及静 态加 载试验 ,使 该有 限元模型能够作 为其他工况分析的模 型. 关键词 :前桥 ;后桥 ;有 限元 ;模 态分析 ;强度 分析
为 200 0 N.
l、3 5O 35 .6 45 .6
图8 所示后桥左半部分 ,试验时测量点 A,
3 后桥静强度计算结果的分析 . 2 建立好后桥的有 限元模型后 ,在四个点处进行 约束处理 ( 见图 7 . ) 另外 , 根据两轮 同时上抬 , 在 5 6 和 两点上集中加载 , 加载力为 2 0 确定力 0 0 N,
中圈分 类 号 :U4 74 4 O2 1 2 6 .9 ; 4 . 8 文献标 志 码 :A
Fi ieEl m e t n t e n Anay i nd Te tVa i a eo l ssa s ld t f
Fr nta d Re rM e o n a mbe fOneC r ro a
统,系统上的四个支臂通过胶套筒与前桥 四点相 连接 , 四点连接处为前桥悬挂系统向前桥传力 该 点. 汽车前桥是连接汽车前悬挂系统 的控制臂和 承载臂的附件结构 , 前桥的几何模型如 图 l 所示.
汽车驱动桥壳的有限元分析和设计方法综述
汽车驱动桥壳的有限元分析和设计方法综述作者:支景锋来源:《中国化工贸易·中旬刊》2017年第11期摘要:驱动桥是为车辆运行提供动力和承载力的主要构件,其桥壳的设计和质量的优劣将影响车辆的安全性和实用性。
本文介绍了汽车驱动桥壳有限元分析的方法,对模型建立、静力学分析、疲劳寿命分析等关键环节进行了阐述,并据此介绍了轻量化设计的方法,提出了汽车驱动桥壳的设计要求和提高桥壳寿命的有效措施。
关键词:驱动桥壳;有限元;ANSYS;分析;设计1 汽车驱动桥壳的有限元模型建立有限元法是一种在工程分析中常用的方法,驱动桥桥壳结构是一个极为复杂的结构,在实际结构的基础上有效地建立简化而正确的有限元模型,是保证有限元分析准确的首要条件。
通常,在整个有限元求解过程中最重要的环节是有限元前处理模型的建立。
由于汽车驱动桥桥壳结构形状较为复杂,包含许多复杂曲面,而一般有限元软件所提供的几何建模工具功能相当有限,难以快速方便地对其建模。
因此,针对较复杂的结构,采用三维CAD软件如UG、SolidWorks、ProE等中建立几何模型,然后在有限元分析软件ANSYS Workbench 中通过输入接口读入实体模型,进而在ANSYS Workbench 中完成前处理等过程。
2 汽车驱动桥壳的静力学分析2.1 最大垂向力工况车辆满载在不平整路面快速行驶时,驱动桥壳同时承受垂向载荷和冲击载荷,此时的桥壳犹如一个简支梁,桥壳通过半轴套管轴承支于轮毂上,半轴套管的支撑点位于车轮的中心线上,垂直载荷取2.5倍满载轴荷,载荷施加在两个钢板弹簧座上,根据软件得到的变形图、应力图分析桥壳是否满足强度和刚度要求。
2.2 最大牵引力工况此工况为汽车满载以最大牵引力作直线行驶时的工况,不考虑侧向力。
此时左右驱动轮除作用有垂向反力外,还作用有地面对驱动车轮的最大切向反作用力。
此時需要得出最大牵引力的计算公式并根据公式进行计算处理。
2.3 最大制动力工况驱动桥壳承受垂向力、制动力和制动力在两板簧座位置引起的转矩。
汽车后桥壳弹塑性有限元分析
载荷 N O( !;; PQ PPV RP !RS !RRV "P TQQ TQQV $U #US #STV QT UTQ #U#V $Q Q!S #$#V S$ Q$Q UUUV UP
EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEF
$ 计算结果与分析
(!X 号单元、 图 " 是断裂点 第 Y 积分点 ) 的等效应力与载荷
《机械设计与制造 》 30,V TSSU 文章编号: !SS! W #$$R = TSSU M S# W SS"! W ST
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水稻植质钵秧栽植机纵向进给机构的设计
! 模型简化
与线性分析相比,弹塑性分析需要的计算量、计算机资源 等要大得多,所以,对于弹塑性分析要尽量减少节点和单元数 量,尽量减少题目的数据规模,考虑汽车后桥基本上为一左右 对称结构,可以取一半为计算对象。中间截断面上轴向位移固 定, 右端在支撑部位按照试验时的情况施加相应的约束条件。 计算中的载荷以文献 P ! Q 静力加载试验时的加载数据为依 据。载荷由 & 开始一直施加至 %R%S1。载荷施加在钢板弹簧座 上,每个弹簧座上施加后桥总载荷的二分之一。按均布载荷施 加, 均布载荷值为二分之一的总载荷除以一个弹簧座的面积。
$’
行了静力强度试验,试件共有五个,试验时载荷一直加到试件 断裂为止,由五个试件的试验结果得到了后桥壳的静强度失效 载荷均值。为了评价其疲劳寿命,还需要知道其详细的应力分 布及其危险截面全面屈服时的载荷和应力分布。所以,本文用 有限元法对汽车后桥进行了弹塑性模拟,得到了强度评价及疲 劳寿命预估所需要的有关数据。
某型汽车后桥壳的有限元分析_李克安
第 3 卷第 4 期
李克安 某型汽车后桥壳的有限元分析
107
缩短零部件开发周期, 保证可靠性都起了很好的作 用, 具有实际意义。
( 责任校对: 程思良)
参考文献: [ 1] 刘惟信. 汽车设计[ M] . 北京: 清华大学出版社,2001. [ 2] 张越今. 汽车多体动力学及计算机仿真[ M] . 长春: 吉林科
3.3 改进建议
后桥壳强度和刚度分析是通过对模型计算结果
根据以上分析, 为加强桥壳中间过渡圆弧处的强
输出的应力和变形情况来确定的。后桥壳的应力、应 度 和 刚 度 , 可 以 做 以 下 改 进 : 在 桥 壳 中 间 段 圆 弧 过 渡
变云图如图5、图6:
处下侧添加加强板, 并在加强板上预留应力释放缺
危险 等级
高
一般
一般
一般
表2 工况1下后桥壳上各点的受力值
力作用点的位置 力的方向
Fx
纵摆臂与后轴前连接
Fy
Fz Fx
纵摆臂与后轴后连接
Fy
Fz Fx 侧向推力杆与后轴连 Fy 接 Fz Fx
减震器与后轴连接
Fy
Fz
左
741 -878.85 1061.8
-400 749.7 -279.6 -50.4 -946 156.9 51.03 -66 761.3
根据表中所示, 很显然第1种工况下桥壳受力最 为恶劣, 对桥壳的危险程度最高, 故取工况1下受力情 况进行有限元分析。表2给出工况1下后桥壳上各点的
湖南民族职业学院学报
106
JOURNAL OF HUNAN VOCATIONAL COLLEGE FOR NATIONALITIES
2007 年 12 月
汽车桥壳的有限元分析
汽车桥壳的有限元分析闫维来源:E-WORKSCAE技术,在产品生产的各阶段,周期内都有实在际效益,例如:在概念设计阶段CAE可以为设计职员来完成基础设计的验证,不同方案的比较,满足功能,性能方面的要求;在具体设计阶段CAE可以验证各种零部件是否满足性能,制造上是否可行等,不过我国目前CAE技术的开展,主要集中在产品开发和试验阶段.本文研究的车桥就是经试验检测后在进行的CAE研究.随着CAE技术在中国的逐步被重视,越来越多的企业引进了CAE技术,本文主要简述CAE技术在某型汽车桥壳方面的应用.一、前言汽车桥壳是车辆中重要的安全件和功能件,是几何外形较为复杂的零件,它是主减速器,差速器,半轴的装配基体,主要功能是支撑汽车重量,并承受由车轮传来的路面反力和反力矩,并经悬架传给车架或车身,其性能直接影响运输车辆的安全性和可靠性,要求有足够的强度和刚度,质量要小,从而进步汽车行驶的平顺性.我国目前的实际应用中的桥壳多为铸造桥壳和钢板冲压焊接桥壳,铸造桥壳有较高的强度和刚度,但质量也较大,铸造质量也不易保证,很轻易造成材料和能源的浪费.而钢板冲压焊接桥壳,相比较而言,轻易制造,质量轻,但加工工序较多,往往存在着回弹超差,而且焊缝质量要求高,也很浪费材料和能源.随着成型设备及相关技术的发展,液压胀形技术在国外迅速发展,广泛应用于汽车制造行业,日本等国家在液压胀形技术上已经达到较高的水平,我国目前还处在试制阶段,不过也渐渐引起了业内人士的关注,液压胀形桥壳的主要优点是壁厚分布公道,无焊缝,刚度,强度高,重量轻,材料利用率高,节能降耗,加工工序少,加工效率高.这将是车桥今后发展的一种趋势,本文主要是通过ANSYS有限元软件对某型车桥结构进行的有限元计算与分析。
二、有限元计算与分析CAE技术,在产品生产的各阶段,周期内都有实在际效益,例如:在概念设计阶段CAE可以为设计职员来完成基础设计的验证,不同方案的比较,满足功能,性能方面的要求;在具体设计阶段CAE可以验证各种零部件是否满足性能,制造上是否可行等,不过我国目前CAE技术的开展,主要集中在产品开发和试验阶段.本文研究的车桥就是经试验检测后在进行的CAE研究.2.1有限元模型的建立我们根据设计者向我们提供的某后桥的数模,在对计算精度影响不大的条件下,为进步计算速度,对模型做适当的简化。
车后桥壳的分析研究分析
车后桥壳的分析研究e-works 本文针对某型车的引进吸收开发过程中,其海南路试发现后桥存在的局部强度不足的情况,用ANSYS有限元分析系统对其后桥壳进行了计算分析比较,并优化该产品的设计。
为了适应激烈的市场竞争,满足用户需求,企业需要开发出高品质、低价位的新产品。
为此,CAE技术在汽车产品开发过程中越来越多地得到开发人员的应用。
针对某型车的引进吸收开发过程中,其海南路试发现后桥存在的局部强度不足的情况,用ANSYS有限元分析系统对其后桥壳进行了计算分析比较,并优化该产品的设计。
随着汽车对安全、节能、环保的不断重视,汽车车后桥作为整车的一个关键部件,其产品的质量对整车的安全使用及整车性能的影响是非常大的,因而对汽车车后桥进行有效的优化设计计算是非常必要的。
本文介绍了有限元方法对某型车后桥壳的分析研究,建立了车后桥壳的有限元计算模型,并进行了多方案的模型计算分析比较,指出了其结构不足,提出了改进建议,为进一步优化设计提供了重要理论依据。
建立后桥壳的有限元模型根据该车后桥结构特点,传统的车桥有限元简化分析一般将重点集中于桥壳分析,该桥壳是钢板焊接式,由两根主桥壳对焊,中段两侧焊有四块三角形板,中间两端与桥后盖及主减速器壳连接固定。
一般其强度问题点发生的部位如图1。
图1 焊接桥壳常见的高应力响应部位本桥壳的G、H点即是平衡杆座板焊接位的应力集中问题,E点处在中间相对水平缓的过度部位,该处往往开大伞齿轮安装切槽或法篮螺孔,应力响应也较高,A、B点的高应力响应对应最大侧向载荷工作情况发生。
载荷与约束首先对后桥所受载荷进行分析,本分析考虑了两种工作载荷:一种桥负荷,分别作用在板簧支座与桥壳联接位;另一种载荷为平衡杆在车身发生倾斜等情况时产生的抗力。
图2 平衡杆模型与抗力图3 车身不发生倾斜时桥壳应力响应分布计算结果分析通过FEM对平衡杆模型有无作用力计算比较,得出:平衡杆支反力对桥壳体的影响主要体现在桥壳弯矩的加大。
有限元分析在汽车后桥壳设计中的应用
6 结论
该专用检具操作 简单 ,快速准确 ,实用 方便 ,避免 为了 装夹从动锥齿轮而制作各种型号 的芯轴 ,降低 了检测成本 ; 而使用三个深沟轴承定位 内圆 的方式 ,使得定位更加合理 , 检 测 更 加 精 确 。经 实践 证 明 ,该 思 路 可 行 ,能满 足检 测要 求 ,
械 工 业 出版 社 , 0 . 2 7 0
1 6— 5
一
具有广泛的推广价值 。
于不 同的产品 ,检测快速简便 。
【 参考文献 】 [ 1 ]王 光斗, 王春福 . 机床 夹具 设计 手册[ . 海: M】 上 上海科 学技
术 出版 社 , 0 . 2 0 0
[ 2 】吴 宗泽. 机械设 计师手册【 . M】 北京: 机械工业 出版社, 02 20. [ 3 】甘永立. 几何 测量公 差与检 测( 8版) . 第 【 上海: M】 上海科学
齿 轮 内径 壁 即可 。( 图 5 如 ) ( )调 整 百 分 表 位 置 , 百 分表 压 头压 到 齿 面上 ,使 百 2 使 分表 转 动 半 圈 为 宜 ; 后 调 整 百 分 表 回 零 。
图 3 专用夹具设计示意 图
该 检 具 主 要 通 过 3 深 沟 轴 承 将 从 动 锥 齿 轮 固 定 在 3 垫 个 个
国标每米轮距最 大变形量不超过 15 m .m 的要求的范围 内,符合 要求 ,避 免后 期产 品使用 中产生 的质量 问题 。 通 过 调 整 后 桥 壳 的 结 构 , 并 对 其 进 行 优 化 。对 比 可 以看
出 应 力 及 刚 度 均 有 减 少 ,后 桥 壳 的 强 度 及 刚 度 能 满 足 产 品 的
图 4 专用检具模拟检测示意 图 技 术 出版 社 , 0 . 2 8 0
基于Creo_的后桥差速器壳体的有限元分析及设计改进
限元分析ꎬ得出原设计状态下的差速器存在爪部断
裂风险ꎮ
2) 对差速器结构进行结构改进ꎬ增加爪部齿柱
的体积ꎬ再次对其进行有限元分析ꎬ得出此方案不能
解爪部决断裂的问题ꎮ
3 ) 改 进 差 速 器 的 材 料ꎬ 选 用 刚 性 更 好 的
20CrMnTiꎬ经过有限元分析后得出改进材料能有效
解决差速器爪部断裂的问题ꎮ
某公司出品的柴油版多功能全地形车具有良好
其主要工作原理:发动机输出的动力经过变速
的动力性与操纵性ꎬ是一款大扭矩、大功率、适宜运输
箱传递给后桥输入轴ꎬ通过伞齿轮啮合使输出齿轮
载货的车辆ꎮ 客户在使用过程中容易出现后桥差速
转动ꎬ最后通过球笼将动力传递给车轮ꎮ
器壳体爪部断裂现象ꎮ 据统计ꎬ出现这种故障多在路
2.1 建立差速器的三维模型并划分网格
在差速锁状态下ꎬ可以将差速器组件视为一个
整体ꎬ使用 Creo Parametric 绘制出差速器的三维模
型ꎮ 为了方便软件的计算处理ꎬ对三维模型进行简
化处理并划分网格ꎮ 一般来说ꎬ网格划分得越细致ꎬ
轮的位置添加载荷ꎮ
2.3 静力分析结果
根据设定的材料、约束以及载荷ꎬ对差速器进行
就越大ꎬ如图 4 所示(图中左边为爪部最外圆位置)ꎮ
实际情况也是如此ꎬ在恶劣工况下ꎬ差速器爪部
图 2 差速器的网格划分图
上的每一个齿柱都是从红色区域开始撕裂ꎬ然后整
个脱落ꎬ导致零件失效ꎮ
如图 3 所示ꎬ爪根的最大应力为 772.98 MPaꎬ已超
2.2 设定材料、约束以及载荷
差速器外壳材料为 55 钢ꎬ热处理为整体调质ꎬ
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基于ansys的汽车驱动桥壳有限元分析
基于ansys的汽车驱动桥壳有限元分析摘要:建立了基于 ANSYS 的汽车驱动桥壳的参数化有限元模型,在最大垂向力工况下对桥壳进行静力分析,得到桥壳的应力和位移分布规律。
对桥壳进行模态分析,得到桥壳1至6 阶固有振动频率。
最后采用目标驱动优化方法对桥壳进行以轻量化为目标的优化。
有限元分析和试验验证结果表明,优化后桥壳轻量化效果明显,应力与变形符合要求。
关键词:驱动桥壳;静力分析;模态分析;疲劳寿命;优化前言汽车轻量化是实现节能减排的重要手段和方法,汽车轻量化实质上是零部件轻量化。
一方面节约原材料,降低生产成本;另一方面降低燃油消耗,减少排放。
目前国内对汽车零部件的设计已经从主要依靠经验逐渐发展到应用有限元方法进行强度计算和分析阶段。
只有结构优化方法能够解决汽车生产过程中的高性能、低成本与轻量化的矛盾。
驱动桥壳是汽车的主要承载件和传力件,作为主减速器、差速器和半轴的装配基体,并将载荷传给车轮。
作用在驱动车轮上的牵引力、制动力和横向力,也是经过桥壳传到悬挂及车架或车厢上的。
因此,驱动桥壳的使用寿命直接影响汽车的有效使用寿命。
本文中采用有限元法对威铃轻型货车后驱动桥壳(假定为整体成形桥壳,非冲焊桥壳,忽略焊接的影响)在最大垂向力工况下进行强度刚度校核,模态分析,在此基础上进行疲劳寿命预测,找出驱动桥壳的潜在危险位置。
在保证满足桥壳强度刚度的条件下,对桥壳进行优化,实现桥壳轻量化。
最后对轻量化的结果进行模拟验证,从而确定了较合理的设计方案,由此提高了产品性能,节省了材料,提高了驱动桥壳的设计水平,减少了实际试验研究的费用和时间,为企业对桥壳改进和新产品开发提供理论指导。
1 最大垂向力工况静力分析对4. 5t 江淮威铃轻型货车桥壳进行静力分析,桥壳尺寸参数如下:壁厚8mm,轮距1600mm,板簧距890mm。
在ANSYS DesignModeler中建立参数化模型(壁厚为设计变量),在保证有限元分析精度的条件下,忽略一些无关紧要的结构,如放油孔、加油孔和螺栓孔等,保留对有限元分析有影响的部分,如凸包、固定环、轴头和钢板弹簧座等,建立实体模型;导入ANSYS Workbench后划分网格(无需定义单元类型),施加载荷和约束,求解后得到桥壳的mises应力分布云图和等效位移分布云图。
汽车后桥有限元疲劳寿命分析
第 4期
20 0 7年 4月
文 章 编 号 :0 13 9 (0 70 — 0 10 10 — 9 72 0 )4 0 2 — 2
机 械 设 计 与 制 造
Ma h ne y De in c i r sg & Ma u a t r n fcu e 一 21一
【 s c p e re 3 CD o l 似 t n aiswe dn z i At t br 】 印re s D A d r f Ug h a r a e a 口 m e e e c f o ̄ ipc o r 肌 al s r s ̄ y
tes esa d a g ef Q tera al i teSrcue o ue a dte c i ste g r ta dsr e ; h t s n ft u r i 厂 h el xe n h t trs d l, nr ev h u e h eci s " u m n h e e i f t b
,. 卜. “卜. 卜 .“卜.” . 卜. 卜. 卜. 卜 . 卜 . 卜. 卜. 卜 .“卜. “卜 .’卜 .’卜.’卜 . 卜.’卜 . 卜. 卜 . Ⅲ 卜. 卜. ”卜. 卜. 卜 卜. “卜 .“卜 . 卜. 卜. 卜. 卜 . 卜. 卜. 卜. 卜. 卜. ’卜. ’卜. 卜. 卜. 卜. 卜、
}
【 摘
要】 利用 U i ahc软件 , ng p i r s 建立 了汽车后桥三维 C D模型, A 利用 UG的 S ut e模块对后桥 } tc r r us
; }
i的应力分布及疲劳寿命进行了 有限元分析, 得出了 该构件的应力及疲劳寿命分布图, 并提出了 提高疲劳 j
;寿命的改进方案。 关键词: G; U 后桥 ; 有限元; 疲劳寿命
