發(fā)布時間：2017-09-30 17:17

  本文關(guān)鍵詞：某輕卡變速箱殼體靜動態(tài)特性及拓撲優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 變速箱 有限元 試驗模態(tài) 拓撲優(yōu)化

【摘要】：隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的快速發(fā)展，對機械傳動設(shè)備提出了越來越高的要求。在汽車領(lǐng)域中，變速箱是多個復雜構(gòu)件組成的機械傳動設(shè)備，對其在傳遞功率大、振動小、噪聲低、體積小、重量輕等方面提出了越來越高的要求。某輕卡變速箱由于企業(yè)產(chǎn)品革新，結(jié)構(gòu)材料由鑄鐵替換為壓鑄鋁，殼體結(jié)構(gòu)功能直接影響殼體使用壽命和輕卡汽車結(jié)構(gòu)性能。鑒于此，為了解輕卡變速箱殼體靜動態(tài)特性，，對該輕卡變速箱殼體進行結(jié)構(gòu)靜動態(tài)特性分析以及結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化研究很有必要，使其具有良好的機械結(jié)構(gòu)性能，足夠的剛強度，以適應惡劣的工作環(huán)境和極限載荷。 本文以某輕卡變速箱殼體為研究對象，首先，運用UG軟件對輕卡變速箱殼體進行結(jié)構(gòu)三維建模，結(jié)合機械結(jié)構(gòu)動力學仿真技術(shù)和結(jié)構(gòu)有限元仿真分析，在adams軟件中建立齒輪傳動系統(tǒng)虛擬仿真模型，分析出輕卡變速箱殼體各軸承受力計算，同時，在workbench軟件中建立輕卡變速箱殼體有限元模型，施加載荷、設(shè)置邊界條件，對輕卡變速箱殼體進行結(jié)構(gòu)靜力學分析，獲取了輕卡變速箱殼體應變、應力云圖。然后，采用仿真與試驗相結(jié)合的研究方法分別開展輕卡變速箱殼體模態(tài)仿真分析和試驗模態(tài)分析，通過模態(tài)振型圖獲取輕卡變速箱殼體仿真模態(tài)頻率和試驗模態(tài)頻率；在試驗與仿真模態(tài)分析中輕卡變速箱殼體相似振型對應頻率誤差都在8%以內(nèi)，相互地驗證試驗與仿真模態(tài)分析結(jié)果的可靠性與準確性，也有效地驗證了輕卡變速箱殼體有限元模型的正確性與合理性，從而真實地反映了輕卡變速箱殼體的固有特性。在此基礎(chǔ)之上，利用結(jié)構(gòu)有限元分析和結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化技術(shù)，對輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)進行拓撲優(yōu)化研究，分析輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)相對薄弱區(qū)域，在產(chǎn)品概念設(shè)計階段使輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)材料合理布局，為輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)動力修改及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計奠定前期基礎(chǔ),從而該企業(yè)可以有效地提高變速箱結(jié)構(gòu)性能。因此，輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)靜動態(tài)特性分析及拓撲優(yōu)化研究具有很強的工程實用價值和理論指導意義。
【關(guān)鍵詞】：變速箱 有限元 試驗模態(tài) 拓撲優(yōu)化
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題來源及背景10
• 1.2 課題研究的目的及科學意義10-11
• 1.3 CAE 技術(shù)簡介11-12
• 1.4 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)優(yōu)化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4.1 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)靜動態(tài)特性分析研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4.2 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化研究現(xiàn)狀13-15
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 1.6 本章小結(jié)16-17
• 2 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)靜力學仿真分析17-33
• 2.1 建立輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)模型17-21
• 2.1.1 輕卡變速箱結(jié)構(gòu)介紹17-18
• 2.1.2 建立輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)三維實體模型18-19
• 2.1.3 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)靜力學仿真模型19-21
• 2.2 輕卡變速箱結(jié)構(gòu)各軸承載荷受力計算21-27
• 2.2.1 ADAMS 軟件簡要介紹21-22
• 2.2.2 建立齒輪傳動系統(tǒng)虛擬仿真模型22-23
• 2.2.3 輕卡變速箱結(jié)構(gòu)在各檔位下各軸承載荷受力分析23-27
• 2.3 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)靜力學仿真分析27-32
• 2.3.1 設(shè)置輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)邊界條件28-29
• 2.3.2 載荷約束施加位置分析29-30
• 2.3.3 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)靜力學仿真分析結(jié)果30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 輕卡變速箱殼體模態(tài)仿真分析33-42
• 3.1 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)模態(tài)仿真分析理論33-35
• 3.2 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)模態(tài)仿真分析35-41
• 3.2.1 ANSYS workbench 簡要介紹35
• 3.2.2 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)模態(tài)仿真分析流程35-36
• 3.2.3 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)模態(tài)仿真模型36-38
• 3.2.4 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)模態(tài)仿真分析38-40
• 3.2.5 輕卡變速箱殼體模態(tài)仿真分析結(jié)果40-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 4.輕卡變速箱殼體動態(tài)特性試驗研究42-60
• 4.1 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)提取42-43
• 4.2 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)試驗模態(tài)測試過程43-46
• 4.2.1 試驗測試儀器43
• 4.2.2 輕卡變速箱殼體模態(tài)試驗測試過程43-46
• 4.3 試驗模態(tài)振動信號時域、頻率分析46-48
• 4.4 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)試驗模態(tài)分析48-54
• 4.4.1 加速度振動信號的頻響函數(shù)分析48-49
• 4.4.2 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)試驗模態(tài)分析49-52
• 4.4.3 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)試驗模態(tài)分析結(jié)果52-54
• 4.5 輕卡變速箱殼體仿真與試驗模態(tài)相似性對比分析54-59
• 4.5.1 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)模態(tài)相關(guān)性分析54-55
• 4.5.2 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)對比55-58
• 4.5.3 輕卡變速箱殼體試驗與仿真模態(tài)誤差原因分析58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 5.輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化研究60-66
• 5.1 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化簡介60-62
• 5.2 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化62-65
• 5.2.1 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化三要素62
• 5.2.2 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化仿真分析62-64
• 5.2.3 輕卡變速箱殼體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化結(jié)果分析64-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 6.總結(jié)與展望66-69
• 6.1 總結(jié)66-67
• 6.2 展望67-69
• 參考文獻69-74
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果74-75
• 致謝75-76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 芮強;王紅巖;王良曦;;多工況載荷下動力艙支架結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化設(shè)計[J];兵工學報;2010年06期

2 朱才朝;徐向陽;王海霞;陸波;;大功率船用齒輪箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];重慶大學學報;2008年11期

3 趙紅偉;陳瀟凱;林逸;;電動汽車動力電池倉拓撲優(yōu)化[J];吉林大學學報(工學版);2009年04期

4 蔡宣明;王俊元;馬維金;;重型汽車變速箱箱體有限元模態(tài)分析[J];機械設(shè)計與制造;2011年01期

5 王源隆;王良模;余有平;陳桂銀;崔保良;;安裝中央制動器的變速器后殼改進設(shè)計與仿真[J];機械傳動;2012年02期

6 歷海寧;王鐵;;兆瓦級風電齒輪箱行星架有限元分析[J];機械傳動;2012年04期

7 張少睿,羅應兵,李大永,彭穎紅;鎂合金汽車變速箱殼體強度分析[J];機械科學與技術(shù);2004年02期

8 占金青;張憲民;;連續(xù)體結(jié)構(gòu)的靜動態(tài)多目標拓撲優(yōu)化方法研究[J];機械強度;2010年06期

9 崔根群,王麗敏,李春書;曲軸式少齒差減速器箱體結(jié)構(gòu)有限元分析[J];機械設(shè)計;2005年06期

10 李濤;左正興;廖日東;;結(jié)構(gòu)仿真高精度有限元網(wǎng)格劃分方法[J];機械工程學報;2009年06期

本文編號：949449