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).
copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1