基于CAE的QX1060车轮结构性能分析
基于ProCAST和ANSYS软_省略_分析径向加载的铝合金轮毂应力分布_苏大为
构分析软件对轮毂的结构进行优化设计，得到最佳的 设计方案［５－ ８］。但是，结构分析中并没有把铸造残余应
法和消除应力的手段，也受着车轮形状和结构本身的 力考虑进来，这样的模拟考虑因素不完全，结果不精
影响。当车轮被安装到车上后，车轮便承受着整车垂 直方向的自重力。其中轮辋部分是通过轮胎的充气压
确。本文利用铸造模拟软件ＰｒｏＣＡＳＴ对新开发的轮毂 产品进行铸造模拟，计算后得到铸件的残余应力，通
Ｄｅ ｃ． ２００７ Ｖｏｌ．５６ Ｎｏ．１２
图２ ＰｒｏＣＡＳＴ的网格单元导入到ＡＮＳＹＳ中 Ｆｉｇ． ２ Ｍｅｓｈ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ＰｒｏＣＡＳＴ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ ｉｎｔｏ ＡＮＳＹＳ
图５ 仅施加残余应力情况下的等效应力分布 Ｆｉｇ． ５ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｔｒｅｓｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｏｎｌｙ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｌｏａｄ ｏｎ ｔｈｅ ｗｈｅｅｌ
铸造
苏大为等：基于Ｐ ｒｏＣＡＳ Ｔ和ＡＮＳ ＹＳ 软件分析径向加载的铝合金轮毂应力分布
·１２８９·
１ Ｐ ｒｏＣＡＳ Ｔ分析轮毂铸造应力
在热弹塑性模型中，应力和弹性应变增量，仍然 符合弹性模型应力和应变增量公式：
１．１ 轮毂低压铸造的应力数值计算 金属的凝固过程经过液态、固／液两相共存和固态
三个阶段，材料的热物理性能和力学性能变化都很大， 而且同一时刻可能存在三个区域共存的现象，因此凝 固模拟涉及的应力一应变本构关系非常复杂。由于固／ 液两相共存区和固相区的力学行为差别很大，因此应 力场的数值模拟分为固／液两相区的模拟和凝固以后阶 段的模拟两部分［９］。本文应力模拟计算采用热弹塑性模 型，热弹塑性模型不直接计入粘性效应，认为材料屈
参数见表３。
基于CAE的盘式制动器钳体零件的加工质量分析
切削用量和刀具参数选择提供了可靠的依据 ， 提高了工艺
过程的可靠性 ， 为在较复杂的工艺条件下加工质量分析及 工艺参数优化提供 了一种切实有效 的研究方法。
［ 参考文献 ］ ［ ］ 孔 庆华 ， １ 张泓 ． 于 Ａ ＹＳ的发动 机支架仿 真分析 ［ 森林工 基 ＮＳ ｎ
程 ，０ ６ ２ （ ）９ １ ． ２ ０ ，２ ２ ：－ ０
鬣
Ｃ Ｅ Ａ 分析技术主要是指用计算机对工程和产品的运 行性能与安全可靠性分析 ，对其未来的工作状态和运行
状态 进 行模 拟 ， 早 地 发 现设 计 中 的缺 陷 ， 证 实未 来 工 及 并 程 、 品功 能 和性 能 的可用 性 和 可靠 性 。Ａ Ｓ Ｓ软 件 是 产 ＮＹ 分析 软 件 ， 能 与 多数 Ｃ Ｄ软件 接 口实 现数 据 的共 享 和 并 Ａ
Ｄ ２ ０ ｍ， ＝ ６ ｍ 齿数 Ｚ ２ ， ＝ ４ 副偏 角 ＝ ５ ）切削用量 （ 削 观察尾部 的受力和变形情况 ，选择结果得到尾部的总应 １。 、 切 削宽度 ａ ６ ｍ 等相关工艺参数 ， ｏ ０ ｍ） ＝ 为确定工艺参数对加
工 变形 的影 响 ， 验证 工 艺 参数 选 择是 否 合 理 ， 证 加工 质 保 量 ， 文 基 于 Ａ Ｓ Ｓ 件 对被 加 工 件进 行 了有 限 元仿 真 本 ＮＹ 软 分 析研 究 。 ２ Ａ Ｓ 加 工 变形仿 真 分 析 Ｎ ＹＳ
涵盖结构、 、 热 流体 、 电磁场 、 声学等领域的通用型有限元 移 ，这～ 点证 明 了前 面对 加 工误 差 产生 原 因的定 性 分析
将 已建 立 的钳体零 刀 具参 数 、切 削用 量 工 艺参 数 铣 削 Ｂ Ｃ面 和 Ｒ ３ 、 １０圆弧
件 三维 模 型 ， 成 ． Ｅ 生 Ｉ Ｓ Ｇ 格 式 的标 准 数 据 交 换 文
基于CAE分析技术的油底壳低噪声设计
基于CAE分析技术的油底壳低噪声设计作者：吉林大学汽车学院方华来源：AI汽车制造业近年来，随着计算机技术的飞速发展，在汽车产品开发方面，CAE技术已经大量应用。
在零部件以及整车尚未制造出来时，使用CAE技术可以对它们的强度、可靠性以及各种特性进行计算分析，在计算机上进行“试验”。
有限元分析技术是CAE技术中的重要方法之一。
有限元法在力学领域中的应用已相当成熟，但由于声辐射问题需要对整个外部声场划分三维网格，使得单元数量和求解工作量巨大，甚至无法求解。
因此，有限元技术在声学领域里的应用仅限于内场分析和简单规则结构的外场分析。
而边界元法则利用边界积分方程，使问题的维数降低了一维，并且既能求解有界区域问题，也能求解无界区域问题。
这两种方法相辅相成，它们的组合有着广泛的应用。
油底壳辐射声场模型的建立根据油底壳的结构参数及材料参数，建立了如图1所示的有限元模型。
并进行了谐响应分析，得到了油底壳在螺栓加速度谱激励下的位移响应，作为辐射声场边界元分析的计算边界。
同时，建立了如图2所示的油底壳边界元的半消声室模型，图中的半球形网格为按照ISO3744-1994要求建立的域点网格，半径为1.45m。
图1 油底壳的有限元计算模型图2 油底壳的半消声室模型材料阻尼的变化对油底壳辐射噪声的影响输出声功率比较金属材料的阻尼值是很低的，钢、铁材料的损耗因子为1×10-4～6×10-4，而由两块钢板之间夹有非常薄的黏弹性高分子材料构成的复合阻尼金属板材的损耗因子一般在0.3以上。
因此，在η=5×-4～0.5之间选取了η为0.0005（原型），0.05、0.1、0.2和0.5分别进行谐响应分析和辐射声功率计算，结果及分析见图3～6。
图3 输出声功率频谱曲线图图4 声辐射效率频谱曲线图5 输入和输出声功率级随损耗因子的变化曲线图6 声辐射效率随损耗因子的变化曲线输出功率以复数形式存在，其实部以辐射声能的形式向外传播，称有功声功率，而虚部则只在原地作声能振荡，不向外传递功率，称无功功率。
毕业设计(论文)-kd1060型货车驱动桥设计(含全套cad图纸)[管理资料]
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KD1060型货车驱动桥设计摘要驱动桥主要包括驱动桥壳、主减速器、差速器和两个后桥半轴，本次设计后桥为驱动桥。
驱动桥是汽车传动系主要总成之一，具有承载车身和驱动汽车的功用。
根据本次设计的车型和技术参数要求及现有的生产技术水平，为降低生产成本，使该车具有良好的燃油经济性，操纵性和结构简单的特点，决定本次设计采用以下形式:差速器为普通对称式圆锥齿轮差速器；半轴的形式为全浮式半轴；驱动桥壳为焊接整体式桥壳。
作为非断开式驱动桥。
因此驱动桥设计应当满足如下基本要求：1. 所选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性；2. 外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙；3. 齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小；4. 结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装，调整方便。
在说明书的计算部分，说明了主要参数选择的依据，对主减速器，差速器，半轴和驱动桥壳进行了尺寸和强度计算。
此外，还计算了主减速器支撑轴承的寿命。
本文提供了关于以上计算的详细计算依据、步骤和计算数据。
关键词：驱动桥，主减速器，差速器，半轴DRIVING AXLE DESIGN OF KD1060 TRUCKABSTRACTThe driving axle includes a shell of drive axle,a main decelerator, a differentional, and two axle shafts. The rear axle acts as the driving axle in this project. The rear axle is an important component of the truck, which is used to bear the frame and drive the truck.According the design of the car and the ability of the manufacture technology at the present,in order to deciline the cost of the production and make sure the car had a better quality and proper price，The type of the design as follow:the common symmetric conic gear differentional;the floating axle shaft;the welding banjo axle housing driving axle case.So it needs some basic requirement to design.1. We should choose suitable gear ratio ,so that we can get best dynamic property and fuel economy in giving special conditions;2 .The small overall dimensions of vehicle can be sure enough ground clearance ;3 .The gear and other driving parts work no vibration and noise ;4 .The structure should be simple and the technological efficiency should be good .It also should be easy to repair and adjust .The calculation section of this paper is mainly concerning about the physical dimension of the gear of the main drive, the diff, the driving axle, the driving axle housing and the strength of them. In addition, the life of the bearing of the main drive is also calculated in this section. Majority of computations basis, the step and the estimated data for these project are advanced in paper.KEY WORDS: driving axle, final drive, differential, rear suspension前言本课题是对KD1060货车驱动桥的结构设计。
基于CAE的QXl060车轮结构性能分析
３ 车 轮 的力 学 性 能 分析
３１ 车轮 轮 圈有 限元模 型 ，
轮 圈 采用 铝合 金 材 料 ， 型号 为 ７ ０ （Ｃ ）弹性 Ａ ９Ｌ ９，
模 量 Ｅ ７ Ｅ ９ ／ Ｉ 密度 ＝ ７ ０ ｇ ｍ ， ＝ ０ ０ Ｎ Ｉ Ｔ， ２ ０ ｋ ／ 泊松 比 ＝ ． ０ ３ 材料许 用 应力 为 ４ ８ Ｐ １。 ， ４ Ｍ ａ１ 由于车 轮 的形 状较 复 ３
手段 了解其结构性能 ，减少对实物试验的次数以达 到缩 短 开发周 期 、 降低 费用 的 目的。
２ 车 轮 的设 计 及 建 模
车轮 的主要 零件 有轮 辋 ， 轮辐 和轮 毂 ， 而轮 辋是 主要 的车 轮零部 件 。轮辋 的设 计参 数 有 ： 辋类 型 ， 轮
轮辋宽度 ， 轮辋标定直径 ， 轮辋高度等。轮辐主要是 确定其 厚度 。 考相 关 资料后 ［ 通过 参照对 比 ， 参 ２ １ ， 确定
２ １ （ ／ 总 ２３２４ ０ １ ７ ８） ６ ／６
技 术纵横
１ ９
汽车 在行 驶 的过程 中 ，主要 承受 的载荷 包括 胎 压 载荷 、 向载荷 、 径 圆周 载荷 、 向载 荷 、 侧 驱动 或制 动
力矩 、 滚动阻力矩等 。其 中， 径向载荷 、 圆周载荷 、 侧 向载荷 是相 互 联系 的 。
算 的应 力 结果 分别 如 图 ８ ９ 示 。 －所
知：
图 ９ 胎 压 ０１ ＭＰ ． ５ ａ时 的 应 力 图
由胎 压载 荷 的模 拟加 载 分析 结果 （ 表 １ 可 如 ）
１ 铝合金车轮的轮辋槽底平面处是高应力区 ， ）
轻 型汽 车技 术
２ １ （ ／ ） ２３２４ ０ １ ７ ８ 总 ６ ／ ６
应用CAE_结构仿真技术改进薄壁箱体承载能力的探究
C-GIS 箱体是由厚度为 2.5 mm~3.0 mm 的 6 块不锈钢板 材组成的密封的薄壁外壳，将所有高压部件完全密封在充满 一定压力的绝缘气体 SF6 气箱内，才可以适应大温差、高海 拔、沙漠、粉尘、震动以及腐蚀性等极其恶劣的环境。
薄壁零件因其受力、受热极易变形这一特点，一定程度 上制约其发展。改善 C-GIS 箱体的承载能力将对提高中压柜 质量有重大意义。C-GIS 箱体由 6 块不锈钢薄壁面板焊接而 成，因此，研究人员往往将提高箱体承载强度转化为对 6 块 面板的承载能力研究，一般采用冲压折弯板材或增加加强筋 等措施来提高其承载能力。在 C-GIS 箱体 6 块面板中，因为 密封面板作为封装高压部件的一面，开口较大，所以其强度 受影响也最大，如果用传统的制造工艺增加其强度，就需要 经过设计—试制—调试—再试制等步骤，不但耗时，而且成 本高，无法适应瞬息变化的市场需求。
基金项目 ：甘肃省高等学校创新基金项目“C-GIS 开关柜焊接工装夹具新工艺研究与开发”（项目编号 ：2023B-358）。
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中国新技术新产品 2023 NO.7（下）
高新技术
4 任务分析
4.1 箱体的受力及试验条件分析
变形最大处
0 图 2 两侧加 2 条加强筋的密封面板的位移云图
总位移/mm -0.925 70
0.833 10
0.740 50
0.648 00
0.555 40
Y0.462 80来自0.370 300.277 70
0.185 10
0.092 57
0
模型名称:增加加强筋的密封面板 任务名称:线性静态 图解类型:静态线性分析-Total Displacements
基于ANSYS的FSEC 赛车后轮毂优化设计
制动工况、转向制动工况和转向加速工况。其中，转向工况 可认为该网格设置较为合理，整体网格模型如图 2 所示。
产生侧向力及因载荷转移引起载荷变化，制动、加速工况是
加速度和惯性引起载荷变化，转向制动工况和转向加速工况
是以上三者的复合工况。为提高动态项目的成绩，所制造的
FSEC 赛车需具备克服各种频繁切换高速工况的能力。赛车
向等工况，车轮承受着复杂的交变载荷，为此车轮系统需要 有足够的强度应对各类恶劣的工况。赛车后轮毂承担赛车的 重量，与半轴配合，连接悬架与轮胎，是车轮总成中不可或 缺的部分。分析各种在动态项目中可能遇到的工况，为提升 赛车性能提供依据。为了在动态测试项目获得更好的成绩， 本文基于 ANSYS 的有限元分析，分析赛车后轮毂在动态项 目中可能遇到的各种工况，验证轮毂的强度、变形量，并根 据结果进行后轮毂的结构优化。
Optimization Design of Rear Wheel Hub of FSEC Racing Based on ANSYS*
Liang Shaozhen, Yang Lin, ChenDeshen, Li Renbin, Luo Wenxing ( GuangDongUniversity Of Technology, Guangdong Guangzhou 510006 )
1 FSEC 赛车轮毂设计思路
FSEC 大赛是大学生组建车队制造纯电动方程式赛车， 并完成相应的静态和动态测试。FSEC 赛车动态项目包括直
73Leabharlann 汽车实用技术线加速、8 字绕环、高速避障、耐久及效率测试，赛车在动 其余设置默认不变。生成网格质量比较均匀，网格平均畸变
态项目中遇到工况可分为以下 5 种：转向工况、加速工况、 度为 0.18，在细化网格的过程中不存在应力不收敛的情况，
复杂工况下航空轮胎胎体帘线力学性能研究
402
轮 胎 工 业
2020年第40卷
图3 航空轮胎帘线分布
（a）二维模型
图4 航空轮胎二维有限元模型
的方法。N. Korunovic等[8]发现帘线的线性模型在 拟合与计算时更简单、更快速，而Yeoh模型能够生 成 光 滑 的 拟 合 曲 线，却 不 能 精 确 地 逼 近 轮 胎 帘 线 应力-应变曲线的具体形状，尤其在压缩情况下。 Marlow模型基于拉伸数据可以精确地拟合，但要 求 测 试 数 据 拟 合 曲 线 非 常 光 滑，导 致 收 敛 速 度 相 对较慢且需要更多计算资源。N. K. Jha等[9]提出 了能够很好地预测帘线-橡胶复合材料疲劳损伤 与热力学效应的有限元模型。M. Shiraishi等[10]也 建立了轮胎详细模型。
作 者 简 介：吴 健（1984—），男，浙 江 义 乌 人，哈 尔 滨 工 业 大 学 （威海）副教授，博士，主要从事橡胶及其复合材料、轮胎力学等研 究工作。
E-mail：wujian@hitwh. edu. cn
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图1 某型号航空轮胎结构示意
图2 胎面脱离事故轮胎
程 中 的 驻 波 来 降 低 滚 动 阻 力，从 而 减 小 帘 线 机 械 损耗。H. Guo等[6]用梁单元对帘线进行建模（见图 4）。在M. Behroozi等[7]的建模方法中，帘线单元被 认 为 是 嵌 入 表 面，厚 度 与 其 顶 部 厚 度 相 比 可 忽 略 不计。A. Kongo Kondé等[1]提出了正交各向异性 弹性模型、各向同性超弹性模型和钢筋模型等3种 帘 线 的 建 模 方 式。 结 果 表 明，钢 筋 模 型 是 在 静 态 和准静态载荷条件下对轮胎行为进行建模最准确
微型燃气轮机涡轮结构优化及断裂分析
微型燃气轮机涡轮结构优化及断裂分析作者：靳普胡晨童江龙李德旺刘慕华来源：《科技资讯》2021年第19期摘要：该文对公司自主设计的微型燃气轮机涡轮进行了强度分析与结构优化，考察了其裂纹扩展寿命。
首先，采用有限元软件ABAQUS计算了优化前涡轮的应力分布，最大Mises 应力约为947 MPa，超过了静强度许用应力821 MPa。
进一步针对该涡轮开展了结构优化，进行了开孔以及挖槽处理，优化后的结构最大Mises应力约为806 MPa，满足静强度要求，同时最大应力点位置也发生变化。
采用扩展有限元方法模拟了裂纹扩展路径，结果显示裂纹面几乎垂直于周向应力方向。
将裂纹面简化为样条曲线，采用坍塌单元计算了不同长度裂纹的应力强度因子，在此基础上预测了裂纹扩展寿命。
关键词：微型燃气轮机结构优化裂纹裂纹扩展扩展有限元中图分类号：O346.1 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）07（a）-0063-07Abstract： In this paper， the strength analysis and structural optimization of the micro gas turbine independently designed by the company are carried out， and its crack propagation life is investigated. Firstly， the stress distribution of the turbine before optimization is calculated by using the finite element software ABAQUS. The maximum Mises stress is about 947 MPa， which exceeds the allowable static strength stress of 821 MPa. Further， the structure optimization of the turbine was carried out， and the drilling and grooving treatment were carried out. The maximum mises stress of the optimized structure was about 806 MPa， which met the static strength requirements， and the position of the maximum stress point also changed. The crack propagation path is simulated by the propagation finite element method. The results show that the crack surface is almost perpendicular to the circumferential stress direction. The crack surface is simplified as a spline curve， and the stress intensity factors of cracks with different lengths are calculated by collapse element. On this basis，the crack propagation life is predicted.Key Words： Micro gas-turbine engine; Structural optimization; Crack; Crack growth; Extended finite element method随着社会对能源、环保问题的日益重视，电动汽车成为了汽车行业的重点发展方向，同时其也是充满技术难题的领域。
车辆仿生结构气动特性分析与优化
车辆仿生结构气动特性分析与优化1 引言车辆行驶过程中的空气动力学特性与其经济性、动力性和行驶稳定性等诸多性能有着密切的关系。
研究表明[1]，车辆在高速行驶时，消耗燃油所产生的功率中，超过60%是用来克服空气阻力的。
因此，在“节能减排”的国家需求下，对车辆气动升阻力特性进行合理且有效的优化，显得极为迫切和重要。
目前车辆空气动力学特性优化主要通过车身的流线形和局部改进等方法来实现[2-4]。
由于这方面的研究日益成熟，降低阻力的空间愈来愈小，车辆减阻进入一个瓶颈期。
近年来，利用工程仿生学理论设计的各种非光滑表面结构成为车辆减阻研究热点之一。
文献[5-7]研究了凹坑非光滑表面结构对汽车气动性能的影响，指出行李舱盖，车身尾部和车身底部非光滑单元体的合理组合与布置具有减阻效果。
文献[8]通过仿真研究了非光滑车身表面气动减阻的可行性，分析非光滑单元体的形状、大小以及分布位置和排列方式对减阻性能的影响。
文献[1]研究了在轿车尾部增加功能类似中央鳍/对鳍的扰流板以及在车后窗及汽车后备箱表面添加形态仿生功能表面对车辆高速行驶状况下气动性能的影响规律。
然而，利用仿生结构进行车辆气动减阻增稳，需要综合考虑仿生结构的形状、空间位置以及车辆行驶工况等方面的影响。
为此，采用CFD（ComputationalFluidDynamic）数值仿真的方法，基于多目标遗传算法（MOGA，Multi-objective Genetic Algorithm）研究在不同行驶工况下，带有不同沟槽型棱纹仿生结构的车辆空气动力学特性规律，获得仿生结构及其布置的最优方案，为车辆仿生学研究和工程应用提供理论依据和方法指导。
2 Ahmed车辆模型仿真与风洞试验2.1 几何模型的建立采用Ahmed车辆模型，该模型是研究车辆空气动力学的标准模型，其气动性能试验数据已有公开发表[9]。
Ahmed模型后倾角选取为25°，进行1：1的几何建模，最终建立该车几何模型，如图1 所示。
CAE分析在客车盘式制动器NVH领域的应用
CAE分析在客车盘式制动器NVH领域的应用在客车制动系统NVH领域，盘式制动器是主要的制动方式之一。
为了确保客车制动器的性能、可靠性和安全性，CAE在盘式制动器NVH分析领域的应用变得越来越重要。
首先，在盘式制动器分析中，CAE可以模拟不同工况下的制动线性、非线性等不同载荷下制动器噪音振动特性，可分析制动盘与刹车片的接触情况，并定量计算弹簧、碟背板等结构的振动情况，为提高盘式制动器的性能和可靠性提供基础性指导。
其次，在车辆NVH领域，制动器噪声是其中的重要方面。
CAE可以模拟制动盘与刹车片之间的接触情况，并计算不同工况下的解耦系数与实际值的差别。
通过引入振动控制技术，可以有效降低盘式制动器的振动噪声，并提高制动器的可靠性和安全性。
最后，在盘式制动器NVH分析中，CAE还可以分析不同工况下的结构响应，如制动盘、刹车片、弹簧等结构的振动情况，并找到其中的问题点，为后续的结构优化提供数据支持。
此外，CAE在盘式制动器堵转分析、刹车片磨损预测等方面也具有极大的应用价值。
综上所述，CAE在盘式制动器NVH领域的分析应用不断提高着制动器的性能、可靠性和安全性。
在工程实践中，CAE不仅能快速准确地分析盘式制动器的NVH性能，还能为制动器的改进提供更加完整的数据支持。
因此，在客车盘式制动器的研发和实用过程中，CAE将继续扮演着重要的角色。
为了更好地了解客车盘式制动器在NVH方面的性能表现，可以从以下数据指标入手进行分析：制动器分贝值、振动频率、振幅、加速度等。
首先，制动器分贝值是衡量制动器噪声大小的重要指标。
制动器分贝值越大，说明其噪声越大。
据研究表明，一般的客车盘式制动器的分贝值在70-80之间，超过85分贝的噪声对人耳有一定的危害，因此盘式制动器需要保持在较低的分贝值范围内。
如果制动器分贝值过高，需要通过优化结构、材料、加工工艺等方面进行改进，以达到降低制动噪音的效果。
其次，振动频率和振幅是客车盘式制动器NVH性能评价的重要参数。
运用现代CAE工具开发大容量汽轮机的关键部件——末级长叶片
运用现代CAE工具开发大容量汽轮机的关键部件——末级长叶片程凯;王恭义;彭泽瑛;阳虹;何阿平;丰镇平【摘要】末级长叶片是汽轮机机组的关键部件之一.汽轮机的效率和末级叶片的排汽面积(叶片高度)息息相关.近年来伴随着高参数汽轮机以及半转速大容量汽轮机在国内的推广应用,一系列长度为1 000 mm以上的全速长叶片以及1 600 mm至1 900mm等级的半速长叶片的开发都被提上了议事日程,其中1 710 mm叶片是一个已经实际开发成功的产品.以其为例对长叶片开发所涉及的方法,包括一些针对长叶片的新思路,进行阐述,重点对采用现代CAE工具开发长叶片的过程进行了论述.通过比较不同方法得到的计算结果以及试验结果,证明当前将商业CAE程序应用到长叶片的工程研发领域,可以同时满足精度和效率的要求.【期刊名称】《热力透平》【年(卷),期】2012(041)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】汽轮机;FEA;CFD;长叶片;固有频率【作者】程凯;王恭义;彭泽瑛;阳虹;何阿平;丰镇平【作者单位】上海电气电站技术研究与发展中心,上海201612;西安交通大学能源与动力学院,西安710049;上海电气电站技术研究与发展中心,上海201612;上海电气电站技术研究与发展中心,上海201612;上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂,上海200240;上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂,上海200240;西安交通大学能源与动力学院,西安710049【正文语种】中文【中图分类】TK263.3无论对于核电大容量半转速汽轮机还是正在热议之中的高参数(“700℃”项目、“超超临界1 200 MW”项目、“空冷百万”项目等)全速汽轮机，所有的机组都存在蒸汽流量加大的问题，因而相应的低压末级动叶的高度都必须加长，这对长叶片的开发而言形成了一定的挑战。
在当前中国的电力市场，汽轮机项目开发过程已经越来越多地应用中国企业具有自主知识产权的研发和制造技术，其中核电1 710 mm末级长叶片就是完全依靠国内企业自主研发的高端装备。
基于CAE的QXl060车轮结构性能分析
基于CAE的QXl060车轮结构性能分析第一章：绪论（300字）QXl060车轮是一种重要的汽车零部件，它的性能直接关系到汽车行驶的安全和舒适性。
由于车轮在行驶过程中需要承受各种力的作用，因此必须对其结构进行全面的性能分析，以保证其良好的使用效果。
本文采用有限元仿真分析技术，通过建立QXl060车轮的CAE模型，对其结构的静力学、动力学和疲劳寿命等性能进行分析，为该车轮的设计和使用提供技术支撑。
第二章：QXl060车轮的结构分析（400字）本章主要介绍QXl060车轮的结构特点和材料选择。
在了解车轮的结构之后，本文采用有限元建模和仿真技术，对车轮进行了静力学和动力学分析。
静力学分析主要是对车轮的静态载荷进行计算和分析，以判断车轮在静态状态下的承载能力和变形情况。
动力学分析主要是对车轮的动态载荷进行计算和分析，以判断车轮在行驶状态下的受力情况和振动响应。
第三章：QXl060车轮的疲劳寿命分析（400字）本章主要介绍QXl060车轮的疲劳寿命分析。
通过有限元仿真技术，本文对车轮的疲劳寿命进行了预测和评估。
首先，本文采用应力-应变曲线来描述车轮的应力状态，然后采用疲劳分析方法来计算车轮的疲劳损伤程度和寿命。
最后，本文采用统计学方法来确定车轮的寿命分布，从而为车辆的使用和维护提供重要的参考依据。
第四章：QXl060车轮的优化设计（300字）本章主要介绍QXl060车轮的优化设计。
通过对QXl060车轮结构的分析和疲劳寿命预测，本文确定了车轮结构的性能缺陷和优化方向。
基于此，本文提出了一系列优化措施，从车轮的材料、结构和加工工艺三个方面出发，对车轮的性能进行了改进和增强。
通过有限元仿真技术，本文对优化后的车轮进行了分析和验证，证明了优化设计的效果和优越性。
第五章：结论（200字）通过本文的研究，我们可以发现，QXl060车轮的结构特点和材料选择对其性能具有重要的影响。
通过有限元仿真技术，我们可以对车轮的静力学、动力学和疲劳寿命等性能进行准确的预测和分析。
CAE分析临时任务需求单
CAE分析临时任务需求单编号：分析任务名称M111项目空滤器壳体模态分析产品名称空滤器总成结构区别号1109100R004分析需求描述中汽对空滤壳体进行FRF测试，55Hz处存在峰值，说明壳体存在55Hz 模态，引发辐射噪声。
希望通过CAE分析出壳体哪些地方需要优化，如何优化，对上壳体进行加强筋处理后分析的结果是否会有改善。
分析类型选择结构强度□ NVH □ CFD □动力学□碰撞□分析需求参数表1 BOM清单质量：1.66kg厚度：2.5mm材料:PP-T302 数模CATIA □ UG□ Pro/E□其他□3 材料参数硬度：≥90HA抗拉强度:≥250kg/cm²²²伸展率：≥10%屈服强度：≥400kg/cm²²²屈服模量：≥30000kg/cm²²冲击强度：≥4kg/cm²²热性能：≥135 kg/cm²²密度：1.14±0.02g/cm³流动性：≥10%滑石粉含量：30±3%弹性模量：250MP4边界条件、工况描述及分析标准空滤器总成用三个六角头螺栓和弹簧垫圈组合件(Q1420830)固定在车身左前轮包上5 焊点文件EXCEL文件□ CATIA □其他□6 试验数据无7 备注提供正式分析报告□是□否报告签收人签名(签收前不要填写)联系电话报告提供时间单位申请人审核项目经理或平台总监批准总监（单位申请人部）CAE模块设计部意见备注。
1060铝多道次等通道角变形(ECAP)数值模拟及实验研究的开题报告
1060铝多道次等通道角变形(ECAP)数值模拟及实验
研究的开题报告
一、研究背景与意义
随着现代工业的不断发展，多道次等通道角变形（ECAP）技术成为了一种重要的金属变形加工技术，能够大幅度提高金属的强度和塑性，
并实现细晶化。
1060铝是一种常见的铝合金，在制造航空、汽车等工业
产品中得到广泛应用。
因此，研究1060铝在ECAP工艺下的变形行为和
组织演变规律对于深化对该铝合金的理解、优化其工艺和性能具有重要
意义。
二、研究内容
本文将以1060铝为研究对象，采用数值模拟和实验相结合的方式，研究其在ECAP工艺下的变形行为和组织演变规律。
1. 数值模拟
采用有限元软件ABAQUS建立1060铝ECAP加工模型，并使用增量轮廓分析法（ICA）对其进行数值模拟。
研究包括模型的建立、网格划分、材料参数的定义、边界条件的施加以及模拟结果的分析。
2. 实验研究
采用传统的ECAP加工设备，对1060铝进行多道次等通道角变形，并对其进行硬度测试、断口形貌观察、晶体结构分析等实验研究。
三、研究目标和意义
1. 研究1060铝在ECAP工艺下的组织和性能演变规律，深入了解1060铝的变形机制和细晶化效应。
2. 比较数值模拟和实验结果，验证数值模拟的可靠性和有效性。
3. 为1060铝在航空、汽车等工业领域的应用提供科学依据和技术支持。
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利 用三维 Ｃ Ｄ软件 Ｕ ｉ ｒｐ ｉ Ａ ｎＧ ａ ｈｃ建立 车轮零 部 件 的实 体， 并进行 装 配得到 车轮 轮 圈如 图 Ｉ 所示 。
驶 安全 性 、 纵稳 定性 、 坐舒 适性 、 油经济 性等 诸 操 乘 燃 多方 面有重要 的作 用 ¨ 。传 统 的设 计 方法 是 以经 验 Ｊ
型， 轮辋 宽度 ， 轮辋 标定 直 径， 轮辋 高度 等 。轮 辐 主要
是 确 定 其 厚 度 。 参 考 相 关 资料 后 Ｊ 通 过 参 照 对 比 ， ，
图 ２ 轮 圈 有 限 元 模 型
图 ３ 车 轮 轮 圈 约 束
确定 轮辋代号 为 ｌ ５５ ６— ． Ｆ ＳＣ 轮 辐厚 度 为 ６ Ｄ 。 ｍｍ。
（ ）胎压载荷增加后 ， ２ 轮辋承受的压力增加 ， 变 形加大， 存在一定 的线性关系； 如图 ｌ ０所示 ； 胎压载 荷对 轮辋 及轮辐 的影 响较小 。
所示 。径向力的分布规律近似余弦载荷： ） ２ ０ ｃ ｓ ＝１０ ０ ｏｘ （） ２ 加载 时 ， 以压强 的形 式 加 在轮 辋 的受力 面上 ， 可 近似 模拟径 向载 荷 。如 图 １ 示 。 ２所
压传 递 到轮辋 上 。由前 面的计算 可知 ： 胎压 载荷 对 车 轮 的影 响较 小 ， 以 只研 究 通 过 胎 圈 传 递 的力 的 影 所
响。汽 车满载 时 ， 由于 轮 胎 的变 形 ， 向载 荷 分 布在 径 轮胎 接地 印迹上 ， 约作用 在＋ ５ 的范 围 Ｊ 如 图 １ 大 ４。 ， １
＝
来， 随着 计算 机技 术 的快 速 发展 ， 成 了 以实 体 造 型 形 设计 、 构性 能分 析 、 拟 仿 真 加 工 相 结合 的设 计 方 结 模
法 并 称 为 “ Ａ ／ Ａ ／ Ａ 技 术 ” 本 课 题 是 为 Ｃ ＤＣ ＥＣ Ｍ 。
Ｏ ３ 材料许 用应 力为 ４ ８ ａ 。 由于 车轮 的形 状 ．， ４ ＭＰ
型 ， 别就 车轮 承 受 胎 压 载 荷 、 向 载荷 、 向 载 荷 、 向载 荷 的 工况 进 行 模 拟 计 算 ， 出 了不 同 ： ￣ Ｔ 车轮 的 分 径 周 侧 得 ｒ －
应力和 变形 的大 小和 分布 。计 算结果表 明， 对车轮的有限元仿真分析是 实现其设 计的有效手段 。 关键词 ： Ａ ； Ｃ ． 有限元 ； Ｅ 铝合金车轮 中图分类号 ：４ ３ Ｕ ６ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：０６ ４ １ （ ０ １ ０ － ０ ９ ０ １０ — ４ ４ ２ １ ） ３ ０２ － ３
设计 为 基础 ， 发 周期 较 长 ， 验 费用 较 高 。近 几 年 开 试
３ 车 轮 的力 学 性 能 分 析
３ １ 车轮 轮 圈有 限元模 型 ． 轮 圈采用 铝合金 材料 ， 型号 为 ７ ０ （ Ｃ ） 弹性 Ａ９Ｌ９ ， 模量 Ｅ＝ ０ ０ Ｎ 密度 Ｐ＝ ７ ０ ｇ 泊 松 比 ７ Ｅ ９ ／ｍ ， ２ ０ ｋ／ｍ ，
研 究 与分 析
・
机械 研 究 与 应 用 ・
基 于 Ｃ Ｅ 的 Ｑｘ１ ６ Ａ ０ ０车 轮 结 构 性 能 分 析
张继伟 ， 罗尧兵
（ 湖北 汽 车 ． ２ 学 院 ， 北 十 堰 ｚｋ ．１ ． 湖 ４ ２０ ４ ０２）
摘
要： 以轻型车 Ｑ １６ Ｘ ００铝舍金车轮为研 究对 象， 详细叙述 了车轮 的设计过程 。首 先确定 了车轮 零件 的类型和相 关 基本参数 ， 然后 运用 Ｕ Ｇ软件对车轮零件进行 三维 建模。在 Ａ Ｓ Ｓ软件 中， 用 ９ ＮＹ 利 ２号单元 建立其 有限元模
√ ＋ ≤
（） １
式中：。 Ｆ 为周 向载荷 ； Ｆ为侧 向载荷 ； 为径 向载荷 ；
为摩 擦 系数 。 与轮 胎橡胶 ， 胎花 纹 ， 面状 况 ， 轮 路 车 速和 轮胎 滑移状 况有 关 ， 般取 ０ ７ 。根据 车 轮实 一 ． Ｊ
际工 况确定 其约束 ， 轮辐上 六个螺 栓孔 进行 固定约 对 束 ， 图 ３所 示 。 如
ｓｇ ｒ ｄ ｃｔ ｉｎ ｐ ｏ ｕ ．
Ｋｅ ｒ ｓ：ＣＡ ｙ ｗｏ ｄ Ｅ；ｆ ｔ ｌ ｍｅ ｔ ｌ ｍｉ ｕ ａｌ ｙ ｗ ｅ ｌ ｉ ｅ ｅｅ ｎ ；ａ ｕ ｎ ｍ ｌｏ ｈ ｅ ｉ ｎ
１ 引 言
车 轮是 汽车 行驶 系 中的一 个重 要部 件 ， 汽车 行 对
・
３０ ・
研 究 与 分 析
３ ２ 车轮 承 受的载 荷和 约束 的处 理 ． 汽车 在行驶 的过 程 中 ， 要承 受 的载荷包 括 胎压 主
图１ 车轮轮圈
载 荷 、 向载 荷 、 径 圆周 载 荷 、 向载 荷 、 动或 制 动力 侧 驱
收 稿 日期 ：０ １ ０ 一 ６ ２ １－４ ｏ
作者简介 ： 伟（９９ ）男 ， 郓城人 ， 张继 １７ 一 ， 山东 硕士 ， 研究方 向： 汽车结构性能分析及 汽车 Ｎ Ｈ方 向。 Ｖ
３ ３ 胎压载 荷作 用于 车轮 时的模 拟计算 ． 车轮受 到轮胎 内胎 压 载荷 主 要 作用 在 整个 轮 辋
◇一 ｝
图 ６ 胎 压 ０ ２ ＭＰ 时 ．２ ａ 应 力 图 图 ７ 胎 压 ０ ２ ＭＰ ．２ ａ时 位 移 图
槽 上 ， 图 ４所示 。胎 压 载 荷 以压 力 形 式施 加 ， 压 如 胎 值 的大 小根 据车轮 厂规 定 的要 求值施 加 ０ ２ＭＰ ， ．２ ａ加 载 如 图 ５所示 。
为 便 于 比较 ， 分别 施 加 ０ １ ＭＰ 再 ． ０ ａ和 ０ １ ＭＰ 和载 荷加 载方式 不变 。计
算 的应力 结果分 别如 图 ８ ９所 示 。 、
图 ４ 胎压载荷作用
图 ５ 胎压载荷 加载
图 ８ 胎 压 ０ １ Ｍ ａ时 ．０ Ｐ
图 ９ 胎 压 ０ １ ＭＰ 时 ．５ ａ
应 力 图
应 力 图
表 １ 胎压 载 荷 的 作 用 结 果
由胎 压载 荷 的模 拟加 载分 析结果 ， 如表 １可知 。 （ ）铝 合金 车轮 的轮辋槽 底平 面处是 高应力 区 ， １ 轮 辐处 于低应 力状 态 ； 栓 孔 附 近 区域应 力 值 较大 ， 螺 这 主要是 由固定约束 引起 的 。
图 １ 胎 压 对 应 力 结 果 的影 响 Ｏ
图 １ 径 向 载荷 示 意 图 １
应力 最大值 为 １ １９ ａ应 力集 中 区域 在 螺 栓 孔 及 ７ ．ＭＰ ，
接地处 ， 大 变形值 为 １４ ４ 最 ． ２ ｍｍ， 要变 形位 置 为 轮 主 辋 接触 处 的边缘 。
３ ４ 径 向载 荷作 用于 车轮 时的模拟 计算 ． 径 向载荷 以两 种形式 作用 于车 轮 ： 通过 胎 圈和胎
缩短 开 发周期 、 降低 费用 的 目的 。
的有 限元 模 型如 图 ２所 示 。此模 型包 含 ２７８个 单 ０７
元 ，２ ２ ４ ３ ６个节 点 。
２ 车轮 的设计及 建模
车 轮 的主 要 零 件有 轮 辋 ， 辐 和 轮 毂 ， 轮 而轮 辋 是
主要 的车轮零 部 件 。
轮辋 的设 计 参 数 有 ： 轮辋 类
Ａ ｓｒｃ：Ｉ ｅｐｐｒｔ ｅｉ ｒｃｓ ｏ ｌｍｎ ｍ ａ ｏ ｈｅ ｆ ｇｔｒｃ Ｘ ００ ｉ ｄ ｓｒ ｅ ｅ ｉ ｉｔ ｈ ｂｔａ ｔ ｎｔ ａｅ ， ｄｓ ｎｐｏｅｓ ｆ ｕ ｉｕ ｌ ｙｗ ｅｌ ｏ ｈ ｔ ｋＱ １ ６ ｅｃ ｂｄｉ ｄ ｔｌ ｒ ｅ ｈ ｅ ｈ ｇ ａ ｌ ｓ ｌ ｕ ｉ ｓ ｉ ｎ ａ ．Ｆ ｓ ｔ
Ｓｒ ｃ ｒ ｅ ａ ｉｒａ ａｙｉ ｏ ｅｗ ｅｌ ｏ ｔ ｔ ｅｂ ｈ ｖｏ ｎ ｌｓ ｆ ｈ ｈ ｅ ｆ ｕ ｕ ｓ ｔ ｓ ＱＸ１６ ａｅ ｎ Ｃ ０ ０ ｂ ｓｄｏ ＡＥ
Ｚ ａ ｇＪ— ｅ ． ｕ ａ — ｉｇ ｈ ｎ ｉ ｗ ｉＬ ｏ Ｒ ｏ ｂｎ （ ｅｔ ｆａ ｍ ｔ ｅ ｎ ｉ ｅ ｎ Ｈ ｂｉ ￣ｏ ｏｉ ｄ ｓｙｉ ｔｕ ， Ｄ ｐ．ｏ ｍｏ ｏｉ ｇｎ ｒ ｇ， ｕｅ ａ ｍ ｔｅｉ ｕｔ ｓｔ ｅ ｖｅ ｅｉ ｖ ｎ ｒ ｎ ｉｔ ｎＨ ｂｉ ４ ０２， ｈｎ ） ｕｅ ４ ２ ０ Ｃ ｉ ａ
・
２ ・ ９
研 夯 与 分 析
・
机 械 研 究 与应 用 ・
将 车轮轮 圈 载人 Ａ Ｓ Ｓ中计 算 ， 力 和 位 移 结 ＮＹ 应
果 分别如 图 ６ ７所示 。 、
矩 、 动 阻力 矩 等 。其 中 ， 向载荷 、 滚 径 圆周载 荷 、 向 侧 载荷 是相互 联 系 的。
较 复杂 ， 因此选 用 Ａ Ｓ Ｓ中对 边 界 拟 合 能 力 较 强 的 ＮＹ Ｓ ｌ ９ 元并 采 用 自由网 格 划 分 方 式 ， 到 轮 圈 ｏｉ ２单 ｄ 得
Ｑ ｌ６ Ｘ Ｏ Ｏ设 计 铝 合 金 车 轮 ， 建 立 车 轮 实 体 模 型 后 ， 在
运用 Ｃ Ｅ技 术对 其 进 行 力 学 性 能 分 析 ， 过 仿 真 的 Ａ 通 手段 了解 其结 构性 能 ， 减少 对实 物试 验 的次数 以达 到
此轻 型车 满 载 时 总 重 ： Ｇ＝６００ 每 个 车 轮 平 ００ Ｎ；
均受 力 ： ０ ０ Ｎ； 虑 到汽 车 加 速 或上 坡 时 ， 心 Ｇ＝１０ ０ 考 重 后 移 的情况 ， 每个后 轮平 均受力 为 Ｇ＝１０ ０ ２ ０ Ｎ。轮 辋 受力 面积 ： Ｓ＝１ ×４ ０ Ｘ１ ５ ４＝３ ０ ０ｍｍ ； Ｔ ０ ２ ／ ９ ０ ２ 面载 荷 值： Ｐ＝１０ ０ ３ ０ ０ ０ ３ ＭＰ 应力 如 图 １ ２ ０ ／ ９ ０ ．２ ａ； ３所示 ，
ｔｐ ｆ ｅ ｌｐ ｒ ｎ ｅａ ｅ ａ ｉ ｐ ｒ ｍｅ ｅｓ ａ ｅ ｄ ｔｒ ｎ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｓｎ ｙ ｅ ｏ ｅ ａ ｔ ａ ｄ ｒ ｌｔｄ ｂ ｓｃ ａ ａ ｔｒ ｒ ｅｅ ｍｉｅ ｗｈ ｓ ｎ ｈ ｎ ｕ ｉｇ ＵＧ ｏ ｔ ｒ ｏ ｂ ｉｄ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｈ ｅ ｌ ｓｆ ｗａ ｅｔ ｕ ｌ ｈ ｄ ｌ ｔ ｅ ｗｈ ｅ ｆ ｏ ｐ ｒｓ ｎ ｔ ｅ ＡＮＳ ｏ ｔ ｒ ｕ ｉ ｇｅ ｅ ｎ ２，ｉ ｎｔ ｌ ｍｅ ｔ ｄ ｌｉ ｅ ｔ ｂｉｈ ｔｓｓｍｕ ａ ｅ ｎ ｅ ｈ ｒ ｒ ｓ ｕ ｅ ｔ ａ ｔ．Ｉ ｈ ＹＳ ｓ ｆ ｗａｅ， ｓｎ ｌ ｍｅ ｔ ９ ｔ ｆ ｉ ｅ ｅ ｎ ｓｉ ｅ ｍｏ ｅ ｓａ ｌ ．Ｉ ｉ ｌ ｔ ｄ ｕ ｄ ｒ ｅ ｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｓ ｓ ｔ ｉ ｏ ｔ ｅ ｗ ｅ ｌｌａ ｈ ｈ ｅ ｏ ｄ，ｒｄ ａ ｏ ｄ，ｃ ｒ ｕ ｅ ｅ ｔａ ｌ ａ ａ ｉｌｌａ ｉ ｍｆｒ ｎ ｉｌ ｅ ｄ，ｌｔ ｒｌｌ ａ ｏ ｄ ｔ ｎ ｅ ｐ ｃ ｖ ｌ ｎ ｂａ ｎ ｄ ｓｒ ｓ ｎ ｅｏ ｍａｉ ｎ ｏ ｃ ａｅａ ｏ ｄ ｃ ｎ ｉｉ ｓ ｒ ｓ ｅ ｔ ｅｙ ａ ｄ ｏ ｔ ｉｅ ｔｅ ｓ ａ ｄ ｄ ｆｒ ｔ ｏ ｉ ｏ ｆ ｔ ｅ ｗ ｅ Ｌ ｄ ｒｄｆ ｒ ｎ ｏ ｄ ｔ ｎ ．Ｔ ｅ ｒｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｔ ｅ ｆ ｉ ｍｅ ｓｍｕ ａ ｏ ｆ ｈ ｈ ｅ ｆ ｃｉｅ ｗ ｙ ｔ ｅ ｈ ｈ ｓ ｕ ｅ ｉ ｅ ｔ ｎ ｉ ｏ ｓ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ｈ ｎ ｔ ｄｅ ｍ ｉ ｌ ｔ ｎ ｏ ｅ ｗ ｅ ｌｉ ａ ｅ ｅ ｔ ａ ｄ — ｎ ｅ ｃ ｉ ｓ ｈ ｉ ｅ ｉ ｔ ｓｎ ｖ ｏ