车用离合器开槽碟簧分离特性研究及其运动仿真和优化

发布时间：2017-09-22 18:32

  本文关键词：车用离合器开槽碟簧分离特性研究及其运动仿真和优化

  更多相关文章： 离合器 开槽碟簧 有限元分析 疲劳寿命 正交分析

【摘要】：离合器是车辆传动系统中重要的组成部分,而开槽碟簧是碟簧离合器中重要的压紧元件,在摩擦副和分离机构中起着良好的过渡作用。由于开槽碟簧具有良好的材料和力的非线性特性,可以实现传动过程中的彻底分离与平稳接合,直接影响汽车离合器的工作性能,故对于它的设计就显得越发重要,其性能的好坏直接影响离合器与整车的匹配。开槽碟簧一般用于重型机械,驱动其的力较大,工程上常用液压作为驱动装置。本文主要研究开槽碟簧的载荷变形曲线特性,通过A-L公式与有限元分析的对比,验证了有限元分析也是研究碟簧的一种可靠的方法,基于ANSYS/LS-DYNA对开槽碟簧进行运动仿真和寿命分析。本文首先对某公司生产的开槽碟簧进行三维建模,并在HyperMesh软件中进行六面体网格划分；用ANSYS/LS-DYNA软件,对开槽碟簧存在预载的情况下进行隐式-显式求解分析,确定存在预载的情况下对碟簧进行动力学分析会有效地降低其内应力；接着研究开槽碟簧力臂比的变化对碟簧载荷变形曲线会产生弹力跳跃现象。其次,下文开展开槽碟簧的疲劳寿命分析,找出该碟簧的疲劳源,并在ANSYS软件中进行分析其疲劳寿命,证明这碟簧满足工程的疲劳使用要求。最后用正交分析的方法,对开槽碟簧的结构参数进行组合优化,达到其在重载情况下力加载的平稳性,并保证开槽碟簧的工作性能。
【关键词】：离合器 开槽碟簧 有限元分析 疲劳寿命 正交分析
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.211
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-21
• 1.1 选题背景及意义16
• 1.2 国内外研究进展16-17
• 1.3 有限元法的发展与应用17-18
• 1.4 优化设计的发展过程18-19
• 1.5 课题的研究内容及方法19-20
• 1.5.1 研究内容及方法19
• 1.5.2 本文的具体组织结构19-20
• 1.6 本章小结20-21
• 第二章 开槽碟簧离合器工作原理21-27
• 2.1 碟簧的主要特点21-23
• 2.1.1 碟簧的分类及介绍21-22
• 2.1.2 碟簧的特点及应用22
• 2.1.3 开槽碟簧的性能及选用22-23
• 2.2 开槽碟簧离合器的结构及原理23-25
• 2.3 离合器的作用25
• 2.4 开槽碟簧离合器的特点25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 开槽碟簧的力学特性和仿真分析27-47
• 3.1 A-L法开槽碟簧的变形计算27-29
• 3.1.1 A-L法介绍27
• 3.1.2 A-L法开槽碟簧的变形计算27-29
• 3.2 ANSYS/LS-DYNA隐式显式介绍29-32
• 3.2.1 ANSYS/LS-DYNA显式时间积分与步长29-30
• 3.2.2 ANSYS/LS-DYNA文件系统30-31
• 3.2.3 ANSYS/LS-DYNA隐式-显式分析步骤31-32
• 3.3 HyperMesh软件介绍32-33
• 3.4 开槽碟簧大端加载静态仿真33-40
• 3.4.1 开槽碟簧模型的网格划分33-34
• 3.4.2 开槽碟簧预载34-35
• 3.4.3 公式法与有限元法比较35-37
• 3.4.4 开槽碟簧预加载分析37-40
• 3.5 开槽碟簧的隐式显式分析40-44
• 3.5.1 开槽碟簧的隐式显式分析准备40-41
• 3.5.2 开槽碟簧隐式显式分析后处理41-44
• 3.6 开槽碟簧的弹力跳跃44-46
• 3.6.1 力臂比的变化44-45
• 3.6.2 力臂比的变化对碟簧位移-载荷特性的影响45-46
• 3.7 本章小结46-47
• 第四章 开槽碟簧的疲劳寿命分析47-60
• 4.1 疲劳理论47-51
• 4.1.1 金属的疲劳破坏机理47-48
• 4.1.2 双线性累积损伤理论48-49
• 4.1.3 影响结构疲劳强度的因素49-51
• 4.2 开槽碟簧S-N曲线51-55
• 4.2.1 简单的应力循环51-52
• 4.2.2 材料的P-S-N曲线52-53
• 4.2.3 材料和开槽碟簧的S-N曲线53-55
• 4.3 开槽碟簧的疲劳寿命分析55-59
• 4.3.1 关键节点应力状态55-56
• 4.3.2 确定疲劳危险点56-57
• 4.3.3 疲劳寿命仿真57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 开槽碟簧的优化设计60-66
• 5.1 开槽碟形弹簧单因素的影响61-62
• 5.2 碟簧改进的正交试验分析62-65
• 5.2.1 确定试验因素与水平62-63
• 5.2.2 采用直观分析法来分析试验63-65
• 5.3 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-67
• 6.1 总结66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-69
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况69

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