金属带式无级变速器变速机构变形研究及效率优化
发布时间：2023-10-04 01:30
汽车产销量的不断提升,导致环境问题越来越突出,虽然目前国内外高校等研究机构投入大量精力来提升和开发可替代内燃机的动力源,但受制于技术和成本等因素,以电动汽车为核心的新能源技术并没有得到广泛应用,所以在相当长的一段时间内汽车将处于传统燃油车和新能源汽车并重的发展格局。而内燃机经过百年的改进与优化,技术已经很成熟,所以要提升燃油车及混动车的效率就必须提升变速装置的传动性能。本文在结合某国产CVT的具体参数情况下,探究了CVT的变速机理,对变速机构中的金属带、带轮、钢带等主要部件进行了受力分析,并推导了其相应的力学模型,得到了主从动带轮轴向力之间的关系。基于有限元理论中接触问题及其求解时的处理方法,对从动带轮的几何模型进行了有限元分析,分别就相同速比不同转矩、相同轴向力不同速比、相同转矩不同速比下的带轮进行了分析,发现速比和转矩是影响带轮轴向变形的主要因素,并利用疲劳试验台测试了从动带轮在不同压力下的变形量,与相应条件下的仿真结果进行了对比,验证了有限元分析结果的可靠性,为后文的研究奠定了基础。针对有限元分析的结果,探究了带轮轴向变形的机理,对因带轮变形造成的转矩损失构成进行了分析,分别推导...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 背景及意义
1.2 CVT相关技术的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 CVT主要的效率损失
1.4 本文的主要研究内容
第2章 金属带式CVT的变速机理与力学模型
2.1 CVT变速结构组成及工作原理
2.1.1 CVT变速结构核心部件
2.1.2 CVT变速原理
2.2 变速机构的力学模型
2.2.1 金属片受钢环摩擦力方向
2.2.2 金属钢环张力模型
2.2.3 金属片受力模型
2.2.4 轴向受力分析
2.3 本章小结
第3章 金属带式CVT带轮有限元仿真分析
3.1 有限元理论
3.1.1 有限元基本理论
3.1.2 研究对象的确定
3.1.3 接触问题基本概念
3.1.4 接触问题有限单元法求解基本原理
3.1.5 接触问题的约束施加方法
3.2 ABAQUS中带轮有限元模型计算
3.2.1 ABAQUS软件介绍
3.2.2 带轮几何模型构建
3.2.3 带轮材料属性定义
3.2.4 部件实体创建与网格划分
3.2.5 载荷与约束条件施加
3.3 仿真结果与分析
3.3.1 相同速比不同转矩下带轮轴向变形
3.3.2 相同轴向力不同速比下带轮轴向变形
3.3.3 相同转矩不同速比下带轮轴向变形
3.4 带轮的变形实验
3.4.1 实验原理与实验器件
3.4.2 实验操作过程及结果
3.5 本章小结
第4章 金属带式CVT带轮的变形损失分析
4.1 带轮的变形原理
4.2 带轮变形损失模型
4.2.1 楔入损失
4.2.2 进出口损失
4.2.3 带轮变形损失的等效刚度模型构建
4.3 变形导致的转矩损失求解
4.4 带轮转矩损失实验
4.4.1 实验原理及操作
4.4.2 实验结果
4.5 本章小结
第5章 金属带式CVT的带轮优化
5.1 软件介绍
5.2 优化设计参数选定
5.2.1 带轮的设计参数
5.2.2 CATIA宏命令文件及ABAQUS脚本文件生成
5.2.3 试样分析及优化参数确定
5.3 带轮优化集成过程
5.3.1 带轮优化的数学模型
5.3.2 NSGA—Ⅱ算法介绍
5.3.3 带轮优化流程
5.4 优化后的结果及其仿真分析
5.4.1 pareto解集
5.4.2 优化后的转矩损失分析
5.5 优化后的带轮与优化前带轮比较
5.5.1 优化前后带轮有限元仿真比较
5.5.2 优化前后带轮等效刚度比较
5.5.3 优化前后带轮转矩损失比较
5.5.4 优化前后轴向挠曲情况比较
5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 攻读硕士学位期间主要研究成果
本文编号：3851046
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 背景及意义
1.2 CVT相关技术的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 CVT主要的效率损失
1.4 本文的主要研究内容
第2章 金属带式CVT的变速机理与力学模型
2.1 CVT变速结构组成及工作原理
2.1.1 CVT变速结构核心部件
2.1.2 CVT变速原理
2.2 变速机构的力学模型
2.2.1 金属片受钢环摩擦力方向
2.2.2 金属钢环张力模型
2.2.3 金属片受力模型
2.2.4 轴向受力分析
2.3 本章小结
第3章 金属带式CVT带轮有限元仿真分析
3.1 有限元理论
3.1.1 有限元基本理论
3.1.2 研究对象的确定
3.1.3 接触问题基本概念
3.1.4 接触问题有限单元法求解基本原理
3.1.5 接触问题的约束施加方法
3.2 ABAQUS中带轮有限元模型计算
3.2.1 ABAQUS软件介绍
3.2.2 带轮几何模型构建
3.2.3 带轮材料属性定义
3.2.4 部件实体创建与网格划分
3.2.5 载荷与约束条件施加
3.3 仿真结果与分析
3.3.1 相同速比不同转矩下带轮轴向变形
3.3.2 相同轴向力不同速比下带轮轴向变形
3.3.3 相同转矩不同速比下带轮轴向变形
3.4 带轮的变形实验
3.4.1 实验原理与实验器件
3.4.2 实验操作过程及结果
3.5 本章小结
第4章 金属带式CVT带轮的变形损失分析
4.1 带轮的变形原理
4.2 带轮变形损失模型
4.2.1 楔入损失
4.2.2 进出口损失
4.2.3 带轮变形损失的等效刚度模型构建
4.3 变形导致的转矩损失求解
4.4 带轮转矩损失实验
4.4.1 实验原理及操作
4.4.2 实验结果
4.5 本章小结
第5章 金属带式CVT的带轮优化
5.1 软件介绍
5.2 优化设计参数选定
5.2.1 带轮的设计参数
5.2.2 CATIA宏命令文件及ABAQUS脚本文件生成
5.2.3 试样分析及优化参数确定
5.3 带轮优化集成过程
5.3.1 带轮优化的数学模型
5.3.2 NSGA—Ⅱ算法介绍
5.3.3 带轮优化流程
5.4 优化后的结果及其仿真分析
5.4.1 pareto解集
5.4.2 优化后的转矩损失分析
5.5 优化后的带轮与优化前带轮比较
5.5.1 优化前后带轮有限元仿真比较
5.5.2 优化前后带轮等效刚度比较
5.5.3 优化前后带轮转矩损失比较
5.5.4 优化前后轴向挠曲情况比较
5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 攻读硕士学位期间主要研究成果
本文编号：3851046
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3851046.html
