车轮横刚度有限元分析

车轮横刚度有限元分析

1.刚度试验分析流程

1.1创建分析条件

1.1.1导入要分析的轮毂

1.1.2在导入的轮毂安装盘上画轴

画轴的具体步骤和要求同弯曲试验，在安装盘处画一个与安装盘同样大小的圆，并将该圆拉伸值为800mm的轴，并在类型选择joinpartition项如下图所示:

1.2画网格加材料

如下图所示点击”Meshing”进入画网格界面.

1.2.1.加材料

打击下图红框图标进入材料对话框：

右图为材料对话框，单击新建图标进入

创建材料对话框创建材料AL。具体参数如下

图所示：

同样的方法再新建一个轴的

材料，具体参数如下图：

当创建好两种材料之后，材料框就如

右图所示，再点OK退出。

1.2.2.画网格

a).给轮毂画网格：

按左图顺序点击图标，再

选中轮毂，轮毂变成上图所示

颜色。再点中键，就出现

“Define Mesh”对话框。如下

图所示。

注意：上图为轮毂，故材料选择AL，再按Preview预览。

在预览完成后，出现下图对话框，再点击Keep Mesh,就完成轮毂网格的绘制。

b).给轴画网格

方法同轮毂网格，只是材料不同，如下图顺序点击，先选择材料再画网格即可：

1.2.3.检查并修护网格

a).检查网格

按下图顺序点击进入“Element Quality Checks”对话框。

再按下图所示设置，再点新建网格按钮，即可检查网格。

检查完成后出现如下图所示的检查结果，结果显示有453个问题。

b).修护网格

按上图顺序点击，再在界面空白处点击右键，

出现如右图所示菜单条，再选中Use Group,后

出现下图所示菜单条，再单击Output.

在点击Output后，界面变成下图所示，待修护完成后，点击Yes,完成一次修护。

同样的方法再次检查网格，在检查完成之后又一次修护网格，如此反复。直至当检查网格时出现如下图所示窗口，则表示检查和修护网格完成，可以进入下个步骤了。

1.3.创建边界条件

1.3.1.清除网格显示

单击如右图所示进入边界条件界面

再点击下图图标，进入“FEM display Filter”对话框

在“FEM Display Filter”对话框中，按下图所示顺序，并将”Node”和”Element”前面的勾号取消，再点OK，即可将网格的显示取消。

1.3.

2.创建约束条件

按下图顺序点击，出现选择对话框

在加完约束后，轮毂施加约束的地方就变成

如下图所示：

1.3.3.创建加载条件

a).如下图创建力

b）.下图为选择对话框

C）。选择轴端面作为施加力的面。

d）. 指定为力的方向：

e). 选择与辐条同向的轴作为施加力的方向，再点击中键回到“Traction on surface”对话框，再在红框内输入施加载荷的力，如下图所示。

施加载荷完成后，轴端面出现了力和力的方向示意图标，如下图所示

1.3.4.创建加载条件

按下“Boundary Condition Sets”图标设置边界条件，

按下图标记顺序进行边界条件设置。

1.4.解算

按如图所示“

Model Solution”进入解算界面

在解算界面中，按下如下图所示图标，创建解算条件。

在按下”创建”后,再按下图所示顺序，即可完成解算条件的创建。

、如右图所示，按下Solve就进行解算了。注意：解算时间较长，解算前最好先保存。

1.5.后处理

如下图点击就可进入后处理界面

1.5.1.后处理显示

点击下图所示图标就可进入，结果显示的对话框

b).显示应变图

按下图所示顺序点击，即可显示应变图

c）.应变图的变形还原处理:下图为应变图，按下“Underfomed”即可显示取消变形。

d).下图为取消网格显示方法:

将”ElementBorder”前面的勾去除即可。

结果显示如下图所示。

1.5.

2.结果数值注释。

按下图顺序点击，即可进入注释对话框

点中轮毂中应变较大的部位就可显示该部位的应变数值，如下图所示。

从上图中即可读取应变数值并记录该载荷下的数值。同样的方法重复，将载荷从40KG·M到120KG·M每增10KG·M载荷时，做一次解算并截图记录数值。

试验结果处理：将测得的试验数据填入EXCEL表格，生成刚性曲线，并得出解析式。

2.刚度试验分析举例：

2.1.1 利用公式计算车轮横刚性。

车轮刚性值计算公式

K=Mb×L×0.001（Mb-Ma）/[(δMb-δMa)-(δ2Mb-δ2Ma)]

式中，

δMa——线性特性开始时系统总弹性变形量。

δ2Ma——线性特性开始时负载轴杆的弹性变形。

δMb——Mb负载时系统总弹性变形量。

δ2Mb——Mb负载时负载轴杆的弹性变形量。

Mb——负载弯矩。

Ma——线性特性开始弯矩。

L——负载轴杆加安装面到测定点的长度。

K——车轮横刚性。

注：分析时，试验处于理想状态，故δ2Mb、δ2Ma、Mb和δMb均为零。

部件号：位置：轮辐

轮辋规格：15X5.5 分析日期：

2009-10-20 试验力臂长度（mm)：800

试验机力臂挠度（mm/1000N.m)：0.400

试验数据处理后记录

施加弯距偏移

量说明

施加弯距

偏移

量

轮轴变形

kgf/mm mm N.m mm y=kx+a

K= 0.000988

40 0.392 400 0.392 a= 0

50 0.493 描

绘

线

性

阶

段

曲

线

所

用

数

据500 0.493 δMa→x=1000,y= 0.096

60 0.588 600 0.588 δMb→x=1000,y= 0.988 70 0.687 700 0.687 δ2Ma→x=100,y= 0.040 80 0.782 800 0.782 δ2Mb→x=1000,y= 0.400 90 0.888 900 0.888

100 0.988 1000 0.988 K= 1366 110 1.08 1100 1.08 (kN.m/rad)

120 1.18 1200 1.18