自調(diào)式離合器力學(xué)特性分析范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了自調(diào)式離合器力學(xué)特性分析參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫(xiě)作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)》2015年第一期

1有限元建模與分析

1.1有限元建模針對(duì)寧波宏協(xié)離合器有限公司自調(diào)式離合器力感應(yīng)碟形彈簧進(jìn)行研究，該力感應(yīng)碟形彈簧材料為楊氏模量2.07×106MPa、泊松比0.29的彈簧鋼。力感應(yīng)碟形彈簧整體結(jié)構(gòu)如圖3a所示。鑒于力感應(yīng)碟形彈簧為典型的軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，為減少運(yùn)算時(shí)間，節(jié)約計(jì)算資源，可僅分析1/12的力感應(yīng)碟形彈簧。圖3b為力感應(yīng)碟形彈簧1/12模型。對(duì)1/12模型使用六面體二階單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，共得到4551個(gè)單元，24324個(gè)節(jié)點(diǎn)，如圖3c所示。

1.2約束與加載為保證模擬精度，使用接觸算法模擬力感應(yīng)碟形彈簧在工作時(shí)的負(fù)載情況。由于模型為軸對(duì)稱模型，在模型對(duì)稱面施加對(duì)稱約束。建立一剛性平面在加載與卸載過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)向性節(jié)點(diǎn)施加位移，用來(lái)模擬摩擦片磨損后膜片彈簧對(duì)力感應(yīng)碟形彈簧施加負(fù)載，并于模型外緣施加軸向與切向約束，如圖4所示。

2實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

2.1實(shí)驗(yàn)方法本實(shí)驗(yàn)使用TLS-W2000型微機(jī)控制彈簧拉壓試驗(yàn)機(jī)。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)將力感應(yīng)碟形彈簧大端放置于環(huán)形夾具上固定，試驗(yàn)機(jī)下端平面對(duì)力感應(yīng)碟形彈簧小端施加負(fù)載，并記錄所受反力與變形信息。實(shí)驗(yàn)原理如圖5所示。

2.2試驗(yàn)與仿真結(jié)果分析將理論計(jì)算結(jié)果、有限元分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較（圖6）。將有限元計(jì)算得到的曲線和試驗(yàn)曲線相較，可以看出：用有限元軟件得到的特性曲線更接近于試驗(yàn)值，只是在曲線的整段在6~10mm變形區(qū)間內(nèi)的載荷比試驗(yàn)值稍大一點(diǎn)，曲線的峰值會(huì)比試驗(yàn)值略大一點(diǎn)，但曲線的谷值與試驗(yàn)值差異并不是很大，尾部的曲線的走向與試驗(yàn)值一致。引起上述誤差的原因主要有：1）該型離合器材料涉及到熱處理，材料特性參數(shù)可能有誤差。2）由于建模時(shí)會(huì)忽略一些相對(duì)較小的圓弧，致使有限元模型力學(xué)特性與實(shí)際有差異。3）建模過(guò)程中無(wú)法描述生產(chǎn)工藝條件對(duì)力感應(yīng)碟形彈簧的影響。因此，對(duì)于圓錐度誤差和底面平面度誤差問(wèn)題，計(jì)算模型難于處理。4）邊界與載荷的施加與實(shí)際有差異，由于力感應(yīng)碟形彈簧的內(nèi)外支撐半徑是一個(gè)準(zhǔn)確值，而劃分單元時(shí)將節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確定位有一定困難，所以約束和加載位置將存在一定的誤差；而且實(shí)際力感應(yīng)碟形彈簧加載過(guò)程中的內(nèi)外支撐半徑存在少量的變化，由此也將導(dǎo)致有限元法計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生誤差。5）在力感應(yīng)碟形彈簧仿真過(guò)程中沒(méi)有考慮摩擦力，力感應(yīng)碟形彈簧的有限元分析中，摩擦力產(chǎn)生的變形并未考慮在內(nèi)，而且在力感應(yīng)碟形彈簧位移約束中，也沒(méi)有對(duì)摩擦面進(jìn)行約束，限制位移。所以力感應(yīng)碟形彈簧的摩擦力和摩擦面應(yīng)該是影響力感應(yīng)碟形彈簧特性曲線的重要因素。將有限元計(jì)算得到的曲線與理論計(jì)算曲線相比較，發(fā)現(xiàn)理論計(jì)算曲線始終高于有限元計(jì)算曲線與實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線，但趨勢(shì)基本相同，總體而言，有限元分析的結(jié)果更接近試驗(yàn)值。

3結(jié)論

通過(guò)力感應(yīng)碟形彈簧的仿真分析，理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較與分析，有限元仿真可以應(yīng)用于力感應(yīng)碟形彈簧的應(yīng)力分布計(jì)算，模擬整個(gè)變形的應(yīng)力變化過(guò)程，從而對(duì)力感應(yīng)碟形彈簧的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。按照上述方法建立的有限元模型較好地反應(yīng)出該產(chǎn)品力感應(yīng)碟形彈簧的載荷—變形特性。

作者：侯秋豐陳浩王善南張瓊?cè)~單位：寧波宏協(xié)離合器有限公司西南交通大學(xué)