基于workbench的离合器膜片弹簧的自由模态分析Word下载.doc

1、 离合器膜片弹簧的自由模态分析 学生姓名： 专业学号： 学院： 机械工程学院 课程（论文）成绩：课程（论文）评分依据（必填）：任课教师签字： 日期： 年 月 日课程（论文）题目：离合器膜片弹簧的自由模态分析 摘要：本文利用CATIA建立汽车离合器膜片弹簧的三维模型，再导入ANSYS Workbench进行自由模态分析，得到膜片弹簧的前15阶固有频率和模态振型，为分析结构的动力学响应和其他动力学问题提供理论依据。根据分析结果，膜片弹簧不会与发动机发生共振。关键词：膜片弹簧，CATIA，ANSYS Workbench，自由模态分析一、 概论 离合器膜片弹簧工作性能的优劣直接影响着整个离合器的工作状

2、况和整车传动系统的使用寿命。膜片弹簧作为机械结构件，首先应该保证它的结构强度，因此在离合器设计中对膜片弹簧进行模态分析是非常有必要的。 模态分析（Modal Analysis）亦即自由振动分析，是研究结构动力特性的一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。模态分析的最终目标是识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报、结构动力特性的优化设计提供依据。二、膜片弹簧三维建模本文使用CATIA进行膜片弹簧的建模，建模

3、过程如下：（1）草绘膜片弹簧旋转体的截面图。图1 膜片弹簧草绘截面图 （2）旋转得到膜片弹簧圆盘结构图2 膜片弹簧圆盘 （3）草绘切槽的形状，如下：图3 切槽草绘图（4）阵列切槽，得到膜片弹簧模型，如下：图4 膜片弹簧模型（5）另存为mo_pian_tan_huang.model，方面导入ANSYS Workbench。三、膜片弹簧自由模态分析 （1）如图5所示启动workbench并建立modal模块，图5 modal模块（2）双击Engineering Data，新建材料。膜片弹簧料为60Si2MnA，弹性模量为2.06e11，泊松比为0.3，密度为7850kg/m3。设置图如图6所示。图

4、6 材料设置图（3） 右击Geometry，选择import Geometry，选择mo_pian_tan_huang.model.（4） 右击model，左击edit，点击SOL1，将材料设置为60Si2MnA。如图7所示。图7 材料选择（5） 右击Mesh，左击Generate Mesh使用自动划分网格功能生成网格，效果如图8所示。图8 网格划分（6）点击Analysis Settings，将模态数改为12如图9所示。图9 模态数设置（7）右击Solution，选择insert，选择deformation，选择Total。（8）点击Solve，生成自由模态图。 （9）前6阶为模型的刚体模态

5、，本文略去介绍，只考虑第712阶的弹性体模态。12阶的模态振型如图10所示，实验数据如图11所示。 图10 12阶的模态振型图11 实验数据四、 分析结论通过实验数据分析，就可以得出以下结论：由于膜片弹簧的振动激励主要来自发动机，而发动机的最高扭矩转速和最大功率转速分别为3500rpm和5600rpm，对应的频率为58.33Hz、93.33Hz，因此，均不会与膜片弹簧产生共振。参看文献：1 徐石安，江发潮汽车离合器M北京：清华大学出版社，20052 杨橙汽车离合器膜片弹簧的有限元分析J机电技术，2009（1）3 刘从权，陈照忠汽车离合器膜片弹簧有限元分析J农业装备与车辆工程，2011，（11）.