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汽车转向传动轴万向节与转向齿轮轴有限元分析
| 论文题名： | 汽车转向传动轴万向节与转向齿轮轴有限元分析 |
| 关键词： | 汽车转向传动轴;转向齿轮轴;万向节;ABAQUS有限元软件;仿真分析 |
| 摘要： | 随着计算机技术和数值分析理论的发展,CAE技术在现代汽车产品的设计过程中扮演着越来越重要的角色,可以说贯穿了汽车设计的全部过程,它是计算机技术和工程分析技术相结合而形成的新兴技术之一。 转向系统是汽车底盘中的重要部分之一,其中转向操纵系统在转向系统中扮演着重要的角色,其性能直接影响汽车行驶的平顺性、操纵稳定性和安全性等重要因素。因此保证各零部件的可靠性具有重要意义。 本文针对某车型的设计方案,对其转向传动轴万向节与转向齿轮轴进行有限元分析。 本文首先介绍了汽车转向系统有限元研究的国内外现状以及应用有限元方法进行求解的理论基础,并特别介绍了CAE技术在接触问题方面的研究方法。 其次利用Pro/Engincer软件建立了研究对象的三维实体模型;根据空间布置双十字万向节的运动特性建立数学模型,计算得到下万向节与齿轮轴的作用力矩;借助ADAMS软件建立转向操纵系统模型,仿真计算作用于下万向节与齿轮轴上的反力矩,并将数学计算结果与仿真结果进行对比,验证了仿真分析的正确性,也为后续有限元分析计算提供了载荷数据支持。 然后,利用I-DEAS软件对零件进行网格划分,并在ABAQUS有限元分析软件中建立系统的模态分析模型,提取万向节叉与齿轮轴的前八阶固有频率及振型。同时对齿轮轴进行模态实验,并将仿真结果与模态试验结果进行对比,验证有限元模型的正确性。 最后,在ABAQUS软件中建立有限元分析模型,分别对零件的位移、应力强度、刚度等方面进行校核分析,其中利用子模型方法对花键连接部位进行计算。同时,基于齿轮轴最大主应力的危险点,利用公司内部零件疲劳寿命估算软件对零件的疲劳寿命进行估算。 仿真计算结果表明本文所研究的汽车转向系统零件各项指标均符合公司要求,在安全设计范围之内。论文的研究对今后汽车转向系统中零部件的分析设计及方案优化等提供了一定的参考。 |
| 作者： | 王寅晓 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 高翔 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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