后桥的有限元分析

2013-06-18  by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM  来源:仿真在线

SGH65后桥是曙光车桥众多产品中,比较成熟的一种车桥,它广泛适用于乘用,商务,多功能型车,发动机为汽油型。本文通过ANSYS有限元软件对此桥结构进行了有限元分析与计算,以便为设计人员提供可以改进优化此结构的建议和参考。

2 使用ANSYS软件对SGH65后桥进行有限元分析

    2.1有限元模型的建立
 
我们根据设计者向我们提供的SGH65后桥的二维图纸建立有限元模型,在对计算精度影响不大的前提下,为提高计算速度,对模型做适当的简化。我们在材料特性的选择上,材料选择为钢性材料,杨氏模量选的值也很大,为保证其钢性材料的性质,泊松比为0.3,密度为7850千克每立方米,然后以实体单元划分网格,简化后的有主减壳的有限元模型共有224210个节点,101377个单元,无主减壳的有限元模型共有225395个节点,99582个单元。

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图2   没有主减壳的有限元模型 

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图3  有主减壳的有限元模型

    2.2   约束与载荷

    2.2.1 约束的施加

为了模拟桥在真是工况下的状态,我们在施加约束时只在桥两端面施加约束,并不完全固定死,以免产生不符合实际的较大的应力集中。

    2.2.2 载荷的施加

在有无主减壳的两种状态下,载荷的施加均分为两种:

    1、与桥壳轴管中心线垂直的方向施加8330N的力;

    2、在满载的状态下在与桥壳轴管中心线垂直的方向施加20825N的力。

    2.3  计算工况分类

由于缺少相关的技术参数,本文主要是结合试验标准中的试验方法并结合已有的载荷参数:车桥整体受1.7t的力,确定如下几种计算工况进行对比计算分析。

表一:计算工况对比描述

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    2.4  计算结果分析

    2.4.1静力结果分析比较

表二: 最大应力值(MP)比较

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图4 工况一的应力云图 

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图5 工况二的应力云图

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图6 工况三的应力云图 

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图7 工况四的应力云图

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图8 工况一的变形云图 

表三: 最大变形值(mm)比较

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图9  工况二的变形云图

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图10  工况三的变形云图 

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图11  工况四的变形云图

我们通过以上诸表和图形对静力状态下的四种工况有了很直观的了解,现在我们对工况五~工况八的疲劳做一下分析比较。

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图12  工况五的疲劳寿命云图 

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图13  工况六的疲劳寿命云图

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图14  工况七的疲劳寿命云图 

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图15   工况八的疲劳寿命曲线

3 结论

从强度计算结果来看,由于加载和结构上的原因,在结构局部地方存在应力集中(最大应力出现位置)问题,在制造过程中应加强工艺保证;计算结果表明有动荷系数时应力集中现象加大,最大应力值上升,同时疲劳寿命减小;有主减壳时由于整体和局部刚度增大,相应的总体变形减小,但局部应力集中有所加大,表现为最大应力值加大。

总体来说,该桥本身设计结构还是合理的,只是在制造过程中应尽量减少焊接缺陷导致局部应力集中。


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