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基于拓扑优化方法的专用齿轮箱轻量化研究
| 论文题名： | 基于拓扑优化方法的专用齿轮箱轻量化研究 |
| 关键词： | 军用越野车;专用齿轮箱;拓扑优化;轻量化设计;有限元模型 |
| 摘要： | 分动器作为汽车传动体系中的一个关键组成部分,它位于变速器与驱动桥之间的传动链中,以增大变速器的输出转矩,扩大其变速范围,并合理的将转矩分配给各驱动桥。由于军用越野车长期在恶劣路况下行驶,因此分动器的设计优劣直接影响到车辆传动系统性能的好坏。然而,设计者为了保证齿轮箱的强度,往往依据传统设计经验采用较大的安全系数,以增加箱体壁厚来提高强度,但同时也增加了齿轮箱的自重,造成材料的浪费并影响整车行驶性能。在汽车工业的高速发展下,传统的经验设计难以满足人们对汽车设计日益提高的要求,采用先进的有限元法和拓扑优化方法对齿轮箱进行结构优化改进,对于汽车轻量化研究具有深远意义。 本文针对某军用越野车分动器的工作特性,利用有限元法建立分动器箱体的有限元模型,在此基础上对箱体进行模态和强度分析,得到箱体的固有频率和振型,以及在特定工况:爬坡、越障、打滑下的应力和位移分布情况。基于分析结果,采用变密度法对箱体展开以加权应变能最小为优化目标,位移、体积分数和应力为约束下的结构拓扑优化,根据拓扑密度云图对其进行优化设计,优化后箱体重量减轻8％。分析结果表明,优化后的分动器箱体综合性能得到提高,实现了箱体的轻量化设计。 |
| 作者： | 鄢敏丽 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 许洪斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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