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谈谈铰接某铰接式自卸车驱动桥CAE与优化流程

收藏本文 2024-03-29 点赞:5631 浏览:15738 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:铰接式自卸车需要具有良好的驱动能力以适应在各种恶劣天气及路况下正常工作的能力,铰接式自卸车驱动桥不仅需要满足在复杂路况下正常工作的驱动能力,同时自身的刚度强度也是尤为重要的。驱动桥桥壳不仅要保护主减速器、差速器和半轴等零件,而且也是铰接式自卸车中重要的承载部件,不仅要承受内部系统工作历程作用于桥壳的力,而且还承载着在不同路况下由车轮传递过来的作用力和力矩。在驱动桥的开发历程中,不仅需要对桥壳的安全可靠性进行校核,而且需要对驱动桥传动系统进行浅析验证。同时,降低成本提升经济效益且保证产品质量成为每个企业主要追求的目标,在驱动桥壳体轻量化设计历程中,引入结构优化设计策略是实现这些目的的较好手段。CAE策略不仅可以缩短驱动桥开发周期,而且还在一定程度上提升了设计质量,以而降低了产品开发历程中的成本。首先,在Romax中建立了驱动桥传动系统虚拟样机模型,利用Romax Designer FEsolver完成差速器壳、行星架和桥壳有限元模型的缩聚,对传动系统特性进行系统浅析,并做出评价;在传动系统特性计算报告中提取强度计算模型的边界条件,结合外部载荷的计算结果,在Hypermesh中建立桥壳壳体刚度强度计算模型,利用Abaqus对其进行强度浅析,发现桥壳刚度满足国标要求,但是强度不够,需要改善加强;最后,对桥壳进行拓扑优化,重新建立桥壳几何模型后,对其进行强度验证,浅析结果显示改善后的桥壳的性能有所提升,为结构设计的改善提供了有力的支持。关键词:铰接式自卸车论文驱动桥论文传动系统论文桥壳论文静强度论文刚度矩阵论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-7

    目录7-11

    1 绪论11-21

    1.1 引言11-13

    1.2 国内外探讨近况13-18

    1.2.1 铰接式自卸车探讨进展近况13-16

    1.2.2 有限元法在驱动桥桥壳计算的进展近况16-17

    1.2.3 拓扑优化技术运用探讨进展近况17-18

    1.3 以往探讨的不足18

    1.4 探讨的主要内容和技术路线18-21

    1.4.1 探讨的主要内容18-19

    1.4.2 探讨的技术路线19-21

    2 驱动桥传动系统虚拟样机模型21-31

    2.1 Romax 软件介绍21-22

    2.1.1 Romax 齿轮建模21

    2.1.2 Romax 轴系建模21-22

    2.1.3 Romax 轴承建模22

    2.1.4 Romax 材料模型22

    2.1.5 Romax 润滑油模型22

    2.2 传动系统参数22-24

    2.2.1 材料参数22-23

    2.2.2 轴承参数23

    2.2.3 齿轮参数23-24

    2.3 齿轮传动系统建模24-28

    2.3.1 分动器24-25

    2.3.2 主减速器25

    2.3.3 差速器25-27

    2.3.4 轮边减速器27

    2.3.5 桥壳模型27-28

    2.3.6 模型装配28

    2.4 载荷谱28-29

    2.5 本章小结29-31

    3 驱动桥传统系统特性浅析31-54

    3.1 传动系统关键零件校核论述背景31-44

    3.1.1 滚动轴承31-33

    3.1.1.1 ISO 281:1990 标准31-32

    3.1.1.2 Romax 修正策略32-33

    3.1.2 齿轮33-37

    3.1.2.1 齿面接触疲劳强度校核计算33-35

    3.1.2.2 齿根弯曲疲劳强度校核计算35-36

    3.1.2.3 啮合错位36-37

    3.1.3 轴系刚度37-38

    3.1.4 材料 S-N 曲线38-39

    3.1.5 损伤率39-40

    3.1.6 刚度矩阵缩聚40-44

    3.2 驱动桥齿轮传统系统强度浅析44-52

    3.2.1 主动锥齿轮轴强度浅析44-45

    3.2.2 主减速器锥齿轮强度及寿命浅析45-47

    3.2.3 行星轮系强度校核47-48

    3.2.4 轴承强度及疲劳寿命浅析48-51

    3.2.5 行星架及差速器壳强度校核51-52

    3.3 本章小结52-54

    4 驱动桥桥壳强度浅析54-71

    4.1 桥壳有限元模型的建立54-56

    4.1.1 模型离散化54

    4.1.2 材料参数54

    4.1.3 边界条件54-55

    4.1.4 有限元模型55

    4.1.5 模型求解55-56

    4.2 驱动桥桥壳单元模型的刚度验证56-59

    4.2.1 边界条件56-57

    4.2.2 预紧力工况57

    4.2.3 刚度工况57-59

    4.3 驱动桥桥壳极限工况强度浅析59-69

    4.3.1 极限工况边界条件59-61

    4.3.1.1 位移边界条件60

    4.3.1.2 系统内部载荷60-61

    4.3.2 坑洼路面行驶工况61-63

    4.3.2.1 坑洼路面行驶工况边界条件61-62

    4.3.2.2 坑洼路面行驶工况计算结果62-63

    4.3.3 加速行驶工况63-65

    4.3.3.1 加速行驶工况边界条件63-64

    4.3.3.2 加速行驶工况计算结果64-65

    4.3.4 紧急制动行驶工况65-66

    4.3.4.1 紧急制动行驶工况边界条件65

    4.3.4.2 紧急制动行驶工况计算结果65-66

    4.3.5 最大侧向力行驶工况66-69

    4.3.5.1 最大侧向力行驶工况边界条件67

    4.3.5.2 最大侧向力行驶工况计算结果67-69

    4.4 本章小结69-71

    5 驱动桥桥壳拓扑优化设计71-81

    5.1 拓扑优化策略71-72

    5.2 拓扑优化模型建立72-74

    5.2.1 优化设计变量72-73

    5.2.2 优化约束条件73-74

    5.2.2.1 成员尺寸制约73

    5.2.2.2 拔模73-74

    5.2.2.3 对称约束74

    5.2.2.4 体积分数74

    5.2.2.5 应力约束74

    5.2.2.6 求解参数74

    5.2.3 优化目标函数74

    5.3 拓扑优化结果74-76

    5.4 优化后结构设计76

    5.5 优化后强度验证76-79

    5.6 优化前后桥壳特性比较79-80

    5.6.1 质量比较79-80

    5.6.2 强度比较80

    5.7 本章小结80-81

    6 结论与展望81-83

    6.1 总结81-82

    6.2 下一步的工作82-83

    致谢83-85

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