2897 基于solidworks的汽車懸架設(shè)計及有限元分析
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Solidworks(cosmosworks )汽車懸架設(shè)計 及有限元分析,學生：張學林,設(shè)計介紹,懸架是車輛行駛過程中的一個非常重要的組成部分，決定著汽車的舒適性和操控性，所以就有必要對懸架進行深入的研究和探討。汽車懸架做為車架(或車身)與車軸(或車輪)之間作連接的傳力機件，又是保證汽車行駛安全的重要部件。因此，汽車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術(shù)規(guī)格表，作為衡量轎車質(zhì)量的指標之一。,第1章 緒論,1.1 汽車懸架概述
汽車懸架是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動，以保證汽車能平順地行駛。典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機構(gòu)以及減震器等組成，個別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。,1.2 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
隨著汽車向采用大功率發(fā)動機和輕量化方向發(fā)展以及路面條件的改善,近年來主減速比有減小的趨勢,以滿足高速行駛的要求。,1.3 課題研究方法,1.了解懸架的構(gòu)成。
2.通過上網(wǎng)，查閱書籍等途徑來熟悉它的工作原理。
3.溝通討論。,,1.4 本課題要解決的主要問題和設(shè)計總體思路
1. 本課題解決的主要問題：
國內(nèi)外對驅(qū)動橋的研究很多，但是涉及到有限元分析的還是較少。
2. 本課題的設(shè)計總體思路：
選擇一種機型的驅(qū)動橋。應(yīng)用三維軟件solidworks對其各個部分進行建模及裝配，運用solidworks軟件自帶的有限元分析模塊cosmosworks對驅(qū)動橋整體進行有限元分析不同扭矩的情況下驅(qū)動橋各個部件的受力及變形狀況。,第2章 SOLIDWORKS及cosmosworks介紹,2.1 Solidworks軟件概述
SolidWorks為達索系統(tǒng)（Dassault Systemes S.A）下的子公司，專門負責研發(fā)與銷售機械設(shè)計軟件的視窗產(chǎn)品
特點:Solidworks軟件功能強大，組件繁多。Solidworks 功能強大、易學易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點，使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。
2.2 cosmosworks介紹
COSMOS是SRAC（Structural Research & Analysis Corporation）推出的一套強大的有限元分析軟件。,,COSMOS主要功能模塊（產(chǎn)品）： COSMOSWorks COSMOSDesignSTAR COSMOSMotion COSMOSFloworks COSMOSM GeoStar
COSMOS/WORKS能夠做哪些方面的分析，分別解決什么問題呢？
其基本模塊能做線性應(yīng)力、位移、頻率和室溫、熱分析，含裝配體分析，還可以選擇購買運動分析和流體分析模塊。,第3章 鋼板彈簧懸架3D設(shè)計,3.1概述
3.1.1 選擇研究對象
以長安星卡SC1022D7為例，此車屬于微卡系列，根據(jù)前人提供的理論計算數(shù)據(jù)分析其后鋼板懸架的3D模型和有限元分析其是否合理。,圖3-1 長安星卡SC1022D7實圖,3.1.2 鋼板彈簧懸架主要元件的選擇和確定,根據(jù)前人的計算和參閱相關(guān)該車型的相關(guān)資料和實際測量，對該車后鋼板彈簧懸架的相關(guān)參數(shù)進行如下的歸納總結(jié)：
鋼板彈簧的種類的選擇：
圖3-2 普通多片鋼板彈簧,鋼板彈簧主要元件結(jié)構(gòu)的選擇：
1.鋼板彈簧斷面形狀的選擇：,,2.簧片端部形狀的選擇：,3.彈簧卷耳的選擇：
4. 彈簧包耳的選擇,,,5.鋼板彈簧中心螺栓
中心螺栓的作用，除了夾緊各片彈簧外，又是安裝鋼板彈簧的定位銷。中心螺栓在U形螺栓松動時易剪斷，因此應(yīng)有一定的強度。
6. 彈簧夾箍的選擇
彈簧夾箍除了防止彈簧各片橫向錯位之外，還能在彈簧回彈時，將力傳遞給其他簧片，減少主片應(yīng)力。,3.1.3 鋼板彈簧主要元件的主要數(shù)據(jù)參數(shù),1 彈簧載荷
2 汽車前后軸的軸距
3 鋼板彈簧的具體計算參數(shù)
3.2鋼板彈簧的3D建模設(shè)計
3.2.1 進入SOLIDWORKS的操作界面
點新建進入零件界面,如下圖.,選中參考面進入草圖環(huán)境.,3.2.2 鋼板彈簧懸架設(shè)計的繪制過程,1、生成帶卷耳的第一片鋼板彈簧。
2、生成帶包耳的第二片鋼板彈簧。
3、前三片鋼板彈簧
4、生成第四片
5、生成第五片
6、鋼板固定架
7、懸架與車軸連接
8、完整的懸架組合,第四章 鋼板彈簧懸架的有限元分析,4.1有限元分析簡介
有限元方法是用于求解工程中各類問題的數(shù)值方法。應(yīng)力分析中穩(wěn)態(tài)的、瞬態(tài)的、線性的或非線性的問題以及熱傳導(dǎo)、流體流動和電磁學中的問題都可以用有限元方法進行分析解決。
驗證一個系統(tǒng)的優(yōu)劣，可以通過試驗檢驗。對于設(shè)計人員來說，設(shè)計對象的結(jié)果往往是非常復(fù)雜和多樣的，難以建立實際模型逐一驗證其性能。
預(yù)處理階段：
（1）建立求解域并將之離散化成有限元，即將問題分解成節(jié)點和單元。
（2）假設(shè)代表單元物理行為的形函數(shù)，即假設(shè)代表單元解的近似連續(xù)函數(shù)。
（3）對單元建立方程。
（4）將單元組合成總體的問題，構(gòu)造總體剛度矩陣。
（5）應(yīng)用邊界條件、初值條件和負荷。
解決階段：
（6）求解線性或非線性的微分方程組，以得到節(jié)點的值。
后處理階段：
（7）得到其他重要的信息。,4.2 有限元分析過程與步驟
進入分析界
添加材料
施加約束
施加載荷
分析結(jié)果
分析運行
網(wǎng)格化處理中
結(jié)果查看
生成結(jié)果選項，有幾種選擇結(jié)果的查看方式。,應(yīng)力結(jié)果,位移結(jié)果,變形結(jié)果,
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