基于FEM的DBL型脉动无级变速器箱体的结构分析及优化设计
发布时间：2023-02-21 09:24
机械无级变速器是适合现代生产工艺流程机械化、自动化发展以及改善机械工作性能的一种通用传动装置,具有恒功率、效率高、可靠性高等优点,因而在机械领域应用日益广泛。随着计算机技术的发展,先进的CAE技术已成为工程设计人员进行产品分析、校验和仿真的有力工具,采用先进的CAE技术将大大缩短产品的设计周期,提高设计效率,降低设计成本。 本课题以工程应用为目的,采用大型有限元分析软件ANSYS对DBL型脉动无级变速器箱体进行了结构分析和优化设计。本课题主要研究内容如下: 1.利用MATLAB/Simulink软件对无级变速器变速机构进行运动学和动力学仿真,并对仿真结果进行分析,求得箱体各轴承支座所受的最大外载荷。 2.对变速器箱体进行有限元建模和静力分析,对分析结果进行评价,并判断箱体在工作状态下是否有足够的强度和刚度,箱体结构是否合理。 3.运用ANSYS参数化程序设计语言(APDL)对变速器箱体进行建模,采用零阶方法进行优化,并对优化结果进行分析,同时对箱体结构的不足之处进行改进。 研究结果表明: 1.当无级变速器外部工作条件不变时,变速机构各支点的支反力在同一变速比下不断变化,变速机构各支点的...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 机械无级变速器
1.2.1 机械无级变速器的研究历史和现状
1.2.2 机械无级变速器的分类
1.3 本课题研究对象及意义
1.4 本课题研究方法
1.4.1 有限元法简介
1.4.2 有限元法在工程结构分析中的应用
1.5 变速器箱体的有限元分析现状
1.6 本课题研究思路及内容
第2章 变速机构的运动学及动力学仿真
2.1 MATLAB/Simulink 软件简介
2.2 平面连杆机构的组成原理
2.3 铰链四杆机构的MATLAB 运动学分析
2.3.1 曲柄MATLAB 运动学仿真模块
2.3.2 RRRⅡ级杆组MATLAB 运动学仿真模块
2.4 铰链四杆机构的MATLAB 动力学分析
2.4.1 曲柄MATLAB 动力学仿真模块
2.4.2 RRRⅡ级杆组MALLAB 动力学仿真模块
2.5 变速机构的基本组成和工作原理
2.6 变速机构的运动学及动力学仿真
2.6.1 确定变速机构参数
2.6.2 建立系统仿真框图
2.6.3 建立初始条件
2.6.4 仿真的实现
2.6.5 当O2位于其它位置时的仿真
2.6.6 仿真结果分析
2.7 各轴承的约束力
2.8 本章小结
第3章 箱体结构有限元静力分析
3.1 空间问题有限元法简介
3.2 空间问题有限元法的基本原理
3.2.1 结构离散
3.2.2 单元分析
3.2.3 整体分析
3.2.4 约束处理
3.2.5 求解线性方程组
3.2.6 计算其它物理量
3.3 有限元分析软件ANSYS 简介
3.4 变速器箱体的三维实体模型
3.4.1 箱体模型的简化及建立
3.4.2 箱体模型的导入
3.5 箱体的有限元静力分析
3.5.1 单元的选取及网格的划分
3.5.2 约束及载荷的处理
3.5.3 计算结果
3.5.4 计算结果分析
3.5.5 其它载荷情况下的静力分析
3.5.6 结论
3.6 本章小结
第4章 箱体结构改进及优化设计
4.1 ANSYS 优化设计方法
4.1.1 ANSYS 参数化程序设计语言(APDL)简介
4.1.2 结构优化设计概述
4.1.3 优化设计的基本概念
4.1.4 优化设计的步骤
4.1.5 优化方法和工具
4.2 箱体的优化设计
4.2.1 箱体的优化分析
4.2.2 箱体的优化过程
4.2.3 箱体的优化结果与分析
4.3 箱体的结构改进
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 完成的主要工作
5.2 结论与创新点
5.2.1 结论
5.2.2 创新点
5.3 展望
参考文献
攻读学位期间公开发表的论文
附录(APDL建模文件)
致谢
本文编号：3747499
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 机械无级变速器
1.2.1 机械无级变速器的研究历史和现状
1.2.2 机械无级变速器的分类
1.3 本课题研究对象及意义
1.4 本课题研究方法
1.4.1 有限元法简介
1.4.2 有限元法在工程结构分析中的应用
1.5 变速器箱体的有限元分析现状
1.6 本课题研究思路及内容
第2章 变速机构的运动学及动力学仿真
2.1 MATLAB/Simulink 软件简介
2.2 平面连杆机构的组成原理
2.3 铰链四杆机构的MATLAB 运动学分析
2.3.1 曲柄MATLAB 运动学仿真模块
2.3.2 RRRⅡ级杆组MATLAB 运动学仿真模块
2.4 铰链四杆机构的MATLAB 动力学分析
2.4.1 曲柄MATLAB 动力学仿真模块
2.4.2 RRRⅡ级杆组MALLAB 动力学仿真模块
2.5 变速机构的基本组成和工作原理
2.6 变速机构的运动学及动力学仿真
2.6.1 确定变速机构参数
2.6.2 建立系统仿真框图
2.6.3 建立初始条件
2.6.4 仿真的实现
2.6.5 当O2位于其它位置时的仿真
2.6.6 仿真结果分析
2.7 各轴承的约束力
2.8 本章小结
第3章 箱体结构有限元静力分析
3.1 空间问题有限元法简介
3.2 空间问题有限元法的基本原理
3.2.1 结构离散
3.2.2 单元分析
3.2.3 整体分析
3.2.4 约束处理
3.2.5 求解线性方程组
3.2.6 计算其它物理量
3.3 有限元分析软件ANSYS 简介
3.4 变速器箱体的三维实体模型
3.4.1 箱体模型的简化及建立
3.4.2 箱体模型的导入
3.5 箱体的有限元静力分析
3.5.1 单元的选取及网格的划分
3.5.2 约束及载荷的处理
3.5.3 计算结果
3.5.4 计算结果分析
3.5.5 其它载荷情况下的静力分析
3.5.6 结论
3.6 本章小结
第4章 箱体结构改进及优化设计
4.1 ANSYS 优化设计方法
4.1.1 ANSYS 参数化程序设计语言(APDL)简介
4.1.2 结构优化设计概述
4.1.3 优化设计的基本概念
4.1.4 优化设计的步骤
4.1.5 优化方法和工具
4.2 箱体的优化设计
4.2.1 箱体的优化分析
4.2.2 箱体的优化过程
4.2.3 箱体的优化结果与分析
4.3 箱体的结构改进
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 完成的主要工作
5.2 结论与创新点
5.2.1 结论
5.2.2 创新点
5.3 展望
参考文献
攻读学位期间公开发表的论文
附录(APDL建模文件)
致谢
本文编号：3747499
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3747499.html
