基于Abaqus的皮帶輪有限元仿真分析

使用Abaqus 軟件分析空調(diào)功率對(duì)皮帶輪及水泵軸的影響,使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)初期對(duì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行評(píng)價(jià),縮短研發(fā)周期。

    汽車(chē)水泵在設(shè)計(jì)過(guò)程中無(wú)法預(yù)計(jì)空調(diào)開(kāi)啟對(duì)皮帶輪、水泵軸等零件的影響,本文應(yīng)用Abaqus 分別對(duì)計(jì)算空調(diào)功率3.8KW 和不計(jì)算空調(diào)功率的水泵受力過(guò)程進(jìn)行模擬分析,使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)初期對(duì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.計(jì)算單位及材料參數(shù)

    計(jì)算單位:長(zhǎng)度mm,力N,應(yīng)力MPa

    皮帶輪材料為08Al,法蘭材料為HT250,軸的材料為高鉻軸承鋼,螺栓材料為鋼,具體材料參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 材料參數(shù)

 

2.CAE 模型

    空調(diào)功率會(huì)影響水泵軸及皮帶輪等零件,現(xiàn)將皮帶輪齒簡(jiǎn)化,采用六面體網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格劃分詳情見(jiàn)圖1。

圖1 網(wǎng)格劃分
 

3.載荷

    螺栓預(yù)緊力矩20Nm;法蘭受力1508.87N;皮帶輪2 受力912.4N;皮帶輪1 在考慮空調(diào)功率情況下受力940N,不考慮空調(diào)功率受力800N。

4.分析結(jié)果

表2 皮帶輪1 受力及變形情況

5.結(jié)論

    由以上計(jì)算結(jié)果可知,是否開(kāi)啟空調(diào)對(duì)于水泵的影響不大,各零部件滿足設(shè)計(jì)需要。本文的模擬仿真計(jì)算表明,把有限元法用于汽車(chē)結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計(jì)階段,是一種有效的汽車(chē)零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要工具,能夠減少試驗(yàn)次數(shù),縮短研發(fā)周期。

    參考文獻(xiàn)
    [1]Abaqus 有限元分析實(shí)例詳解 石亦平 周玉蓉 著 機(jī)械工業(yè)出版社