基于Abaqus的皮带轮有限元仿真分析

使用Abaqus 软件分析空调功率对皮带轮及水泵轴的影响,使设计者在设计初期对产品的性能进行评价,缩短研发周期。

    汽车水泵在设计过程中无法预计空调开启对皮带轮、水泵轴等零件的影响,本文应用Abaqus 分别对计算空调功率3.8KW 和不计算空调功率的水泵受力过程进行模拟分析,使设计者在设计初期对产品的性能进行评价。

1.计算单位及材料参数

    计算单位:长度mm,力N,应力MPa

    皮带轮材料为08Al,法兰材料为HT250,轴的材料为高铬轴承钢,螺栓材料为钢,具体材料参数见表1。

表1 材料参数

 

2.CAE 模型

    空调功率会影响水泵轴及皮带轮等零件,现将皮带轮齿简化,采用六面体网格划分。网格划分详情见图1。

图1 网格划分
 

3.载荷

    螺栓预紧力矩20Nm;法兰受力1508.87N;皮带轮2 受力912.4N;皮带轮1 在考虑空调功率情况下受力940N,不考虑空调功率受力800N。

4.分析结果

表2 皮带轮1 受力及变形情况

5.结论

    由以上计算结果可知,是否开启空调对于水泵的影响不大,各零部件满足设计需要。本文的模拟仿真计算表明,把有限元法用于汽车结构的前期设计阶段,是一种有效的汽车零部件优化设计的重要工具,能够减少试验次数,缩短研发周期。

    参考文献
    [1]Abaqus 有限元分析实例详解 石亦平 周玉蓉 著 机械工业出版社