1. 研究目的与意义
半轴也叫驱动轴,是变速箱减速器与驱动轮之间传递扭矩的轴。运用有限元法对初步设计的半轴总成进行辅助分析,将大大提高半轴总成零件的开发、设计、分析和制造的效率和半轴总成的性能;对半轴总成进行有限元静力学分析,使所建立的模型简化合理,从设计上避免总成结构出现大变形,大应力的区域;运用有限元法能够计算和分析车辆在交变载荷作用下结构寿命和安全系数;通过有限元法对汽车半轴总成结构的优化设计,可以在保证结构强度和实用性能不受影响的前提下,进一步降低零件重量,节省材料,这对于降低汽车整备质量和降低成本具有重要意义。
2. 国内外研究现状分析
有限元法已经在汽车设计乃至整个工业设计中得到了广泛的应用。高校中兰州石化职业技术学院的伏可夫进行了汽车半轴的实验机理的分析和探讨;上海理工大学的吴佳燕、李郝林进行基于Ansys的主轴系统有限元模型结构的优化;同济大学的章文强、鞠丽娟、吴光强等人从事基于有限元法的半轴强度及疲劳寿命强度的计算;东北林业大学的刘伟东对基于有限元分析的轿车半轴总成优化设计进行研究;西南交通大学和重庆理工大学的贾秋红、廖林清、屈翔、肖燕从汽车半轴非概率可靠模型的区间分析法方面进行研究;合肥工业大学的姜武华、李强基于Ansys分析软件对重型商用车驱动桥壳进行研究。汽车生产制造领域中福建省三明齿轮箱有限责任公司的董麟章,上海汇众汽车制造有限公司的刘斌、保定长城汽车桥业有限公司的翟秀敏、上海汽车股份有限公司汽车工程研究院的陆伟领、靳春梅、夏晨翔、上海大众汽车有限公司的李文辉、陈善华等的技术人员进行基于有限元法的半轴设计和研究分析,并且取得了不俗的成绩。国内汽车工业的发展也是有目共睹的。
有限元法由国外具有先进制造能力的国家开发并投入应用,其普及程度和使用能力优于国内。国外的汽车生产企业依托强大的软件功能,在汽车制造领域占领了至高点。从中寻找的有借鉴性意义的论文有华沙工业大学、佛罗里达农工大学、佛罗里达州立大学工学院、军事科技大学的LeslawKwasniewski,HongyiLi,JerryWekezer,JerzyMalachowski等人研究了车桥间相互作用的有限元分析的应用;现代机械杂志的CHENLong,WENXiang-long,DINGGuo-ping讨论了轴的有限元分析设计。
3. 研究的基本内容与计划
第一周到第二周:明确设计任务,熟悉课题内容,收集和查找相关资料,了解国内外汽车半轴的有限元分析的研究状况,并撰写开题报告;
第三周到第四周:仔细阅读相关资料,明确设计内容和步骤;
第五周到第十周:学习并熟悉ansys软件的使用,建立汽车半轴三维模型和有限元模型。
4. 研究创新点
利用ANSYS软件建立半轴三维模型并对乘用车半轴的强度和寿命分析计算。
