汽车离合器盖总成检测试验台关键零部件有限元分析

摘要：汽车离合器盖总成检测试验台关键零部件的强度和刚度对试验台的测量精度影响较大，本文利用ANSYS有限元分析软件对加载盘和代分离轴承进行了强度和刚度校核，为试验台的设计和提高试验台精度提供了理论依据。

关键词：汽车离合器盖总成;试验台;加载盘;代分离轴承

项目基金：本文是吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目《汽车离合器盖总成综合性能检测系统设计与研究》成果之一，项目编号为：吉教科合字〔2013〕第558号。

中图分类号： THl22                  文献标识码：  A                       DOI编号：   10.14025/j.cnki.jlny.2015.01.0087

汽车离合器盖总成检测试验台测量的精度取决于关键零部件的性能，所以对试验台关键零部件的强度、刚度进行校核显得尤为重要[1]。汽车离合器盖总成检测试验台的重要负载构件是加载盘和代分离轴承，如果加载盘和代分离轴承在工作中变形过大，会导致测量结果不准确，因此对加载盘和代分离轴承强度和刚度要求较高，应满足设计要求。本文根据加载盘和代分离轴承的受力情况，采用ANSYS有限元分析软件，对加载盘和代分离轴承进行静力分析，校核其强度和刚度[2]。

1试验台关键零部件有限元模型的建立

ANSYS软件本身虽然能够对零件进行实体建模，但建模能力和SolidWorks、Catia等软件相比相对有限，所以我们采用SolidWorks软件对加载盘和代分离轴承创建三维实体建模[3]，通过接口将实体建模导入到ANSYS中，经过修改后，划分有限元网格，如图1和图2所示。

图1加载盘网格划分                    图2 代分离轴承网格划分

2静力分析施加载荷并求解

根据国家汽车行业标准（1992版、2004版），通过对国内外同类先进设备的深入研究，确定了试验台压盘负荷为0～40KN，分离指负荷为0～15KN。这样就可以根据载荷确定分析工况：当加载盘加载至最大载荷40KN时，其变形最大、受力也最危险;当代分离轴承加载至最大载荷15KN时，其受力最危险、变形最大。因此确定这两个状态为其分析工况。由于需要克服自身重力作用，所以需要施加一个g=9.8米/S2重力加速度来克服自身重力的影响方向沿Z轴负方向。根据上述边界条件得出加载盘和代分离轴承的加载情况如图3和图4所示。

图3加载盘加载图                      图4 代分离轴承加载图

3计算结果及数据分析

从位移云图（图3-1）可以看出，在加载盘三个均压孔外边缘处发生最大变形，其许用挠度为[y]=L0/500=0.78毫米，其中加载盘的跨度为L0。通过计算可以得到加载盘的最大偏移量为：DMX=0.000289毫米，其最大值远小于0.78毫米，因此刚度满足要求，加载盘不会产生明显变形。

从应力云图可以看出，最大应力发生在加载盘中心通孔的上端面，σsMax =0.328兆帕，加载盘材料采用的是45钢，屈服极限σs=355兆帕，■，加载盘满足强度要求。

（a） 加载盘总位移云图                     （b）加载盘总应力云图

图3-1 加载盘应力分布云图和位移分布云图

（a）代分离轴承总位移云图        （b）代分离轴承总应力云图

图3-2  代分离轴承应力分布云图和位移分布云图

在ANSYS中对所建立的有限元模型进行求解，经模拟运算得到代分离轴承应力分布云图和位移分布云图，如图3-2所示。从位移云图可以看出，在代分离轴承圆周边缘处发生最大变形，许用挠度为 [y]= L0/500= 0.203毫米，其中加载盘的跨度为L0。通过计算可以得到前立柱的最大偏移量：DMX=0.000216毫米，其最大值远小于0.203毫米，因此刚度满足要求，支架不会产生明显变形。

代分离轴承最大应力发生在柱体的根部圆周处发生，σsMax =0.507兆帕，加载盘材料为45钢，σs=355兆帕，■，代分离轴承满足强度要求。

参考文献

[1] 王巨涛.汽车离合器盖总成综合性能检测机构误差分析与综合[D].天津：天津理工大学，2010.

[2] 郑泽斌.汽车离合器盖总成检测试验台设计[D].长春：长春工业大学，2012.

[3] 蒋和生，陈炎武，贾华伟.基于虚拟仪器的汽车离合器从动盘总成性能试验机的开发[J].工程设计学报，2002.9（3）：144-146.

作者简介：陈刚，硕士，东北师范大学人文学院，讲师，研究方向：系统工程。

网络出版时间：2014-12-18  13：16：00

网络出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/22.1186.S.20141218.1316.001.html