后橋的有限元分析

2013-06-18  by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM  來源:仿真在線

SGH65后橋是曙光車橋眾多產品中,比較成熟的一種車橋,它廣泛適用于乘用,商務,多功能型車,發動機為汽油型。本文通過ANSYS有限元軟件對此橋結構進行了有限元分析與計算,以便為設計人員提供可以改進優化此結構的建議和參考。

2 使用ANSYS軟件對SGH65后橋進行有限元分析

    2.1有限元模型的建立
 
我們根據設計者向我們提供的SGH65后橋的二維圖紙建立有限元模型,在對計算精度影響不大的前提下,為提高計算速度,對模型做適當的簡化。我們在材料特性的選擇上,材料選擇為鋼性材料,楊氏模量選的值也很大,為保證其鋼性材料的性質,泊松比為0.3,密度為7850千克每立方米,然后以實體單元劃分網格,簡化后的有主減殼的有限元模型共有224210個節點,101377個單元,無主減殼的有限元模型共有225395個節點,99582個單元。

圖2   沒有主減殼的有限元模型 

圖3  有主減殼的有限元模型

    2.2   約束與載荷

    2.2.1 約束的施加

為了模擬橋在真是工況下的狀態,我們在施加約束時只在橋兩端面施加約束,并不完全固定死,以免產生不符合實際的較大的應力集中。

    2.2.2 載荷的施加

在有無主減殼的兩種狀態下,載荷的施加均分為兩種:

    1、與橋殼軸管中心線垂直的方向施加8330N的力;

    2、在滿載的狀態下在與橋殼軸管中心線垂直的方向施加20825N的力。

    2.3  計算工況分類

由于缺少相關的技術參數,本文主要是結合試驗標準中的試驗方法并結合已有的載荷參數:車橋整體受1.7t的力,確定如下幾種計算工況進行對比計算分析。

表一:計算工況對比描述

    2.4  計算結果分析

    2.4.1靜力結果分析比較

表二: 最大應力值(MP)比較

圖4 工況一的應力云圖 

圖5 工況二的應力云圖

                                            
圖6 工況三的應力云圖 

圖7 工況四的應力云圖

圖8 工況一的變形云圖 

表三: 最大變形值(mm)比較

圖9  工況二的變形云圖

圖10  工況三的變形云圖 

圖11  工況四的變形云圖

我們通過以上諸表和圖形對靜力狀態下的四種工況有了很直觀的了解,現在我們對工況五~工況八的疲勞做一下分析比較。

 
圖12  工況五的疲勞壽命云圖 

圖13  工況六的疲勞壽命云圖

 
圖14  工況七的疲勞壽命云圖 

圖15   工況八的疲勞壽命曲線

3 結論

從強度計算結果來看,由于加載和結構上的原因,在結構局部地方存在應力集中(最大應力出現位置)問題,在制造過程中應加強工藝保證;計算結果表明有動荷系數時應力集中現象加大,最大應力值上升,同時疲勞壽命減小;有主減殼時由于整體和局部剛度增大,相應的總體變形減小,但局部應力集中有所加大,表現為最大應力值加大。

總體來說,該橋本身設計結構還是合理的,只是在制造過程中應盡量減少焊接缺陷導致局部應力集中。

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