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1、车轮轮毂catia建模ansys分析沈阳理工大学课程设计论文目 录第1章用CATIA建立CATIA建立轮毂模型11.1汽车轮惘规格系列21.2轮毂建模4第 2 章模型导入 ANSYS10.0?102.1轮毂零件模型*.model导入导入ANSYS10.0102.2导入模型生成实体11第 3 章 ANSYS 模态分析?123.1参数设定123.2网格划分123.3模态分析及图形显示133.4模态分析数据及总结?25参考文献29I沈阳理工大学课程设计论文第一章用CATIA建立轮毂模型1.1汽车轮惘规格系列1. 范围木标准规定了汽车车轮与轮胎相配合部分的轮辆轮廓术语、标记、负荷、50深槽轮惘(50D
2、C),15 “深槽轮辆(150DC),50半深槽轮惘(50SDC),50斜 底轮辆(50FB),本标准适用于汽车所使用的轮辆规格系列。2. 轮辆轮廓术语图1-1轮辋轮廓A 一轮辆标定宽度；B 轮缘宽度；C一轮缘半径位置尺寸；D 一轮辆标定直径；F1,F2轮辋上气门嘴孔位置尺寸；G-轮缘高度; H-槽底深度；DR,DF胎圈座突峰直径；L-槽底宽度；M 槽的位 置尺寸;P胎圈座宽度;R1 轮缘接合半径;R2 轮缘半径;R3 胎圈 座圆角半径;R4 槽顶圆角半径;R5-槽底圆角半径;R6 轮缘端部圆角 半径;R7槽侧半径;V气门嘴孔或槽的尺寸；a槽底角度；3 胎圈座角度。注1:凡标注二的尺寸与轮胎在
3、轮惘上的装、拆有关，是轮辆槽底的最小尺寸，M表示槽底位置的极限尺寸注2:槽顶圆角半径R和槽底角度a是轮胎在轮惘上装、拆的重要参数。注3:安装面，即轮胎从这一面装人轮辆或从这一面拆下轮胎.对于多件式轮辆，安装面是可拆卸轮缘的一面1沈阳理工大学课程设计论文3. 标记轮辋规格名称采用“轮惘名义直径X/轮辋名义宽度轮辋轮廓代号”，也可采用“轮辋名义宽度轮辋轮廓代号X/轮辆名义直径”表示。施加在轮辋/车轮上的负荷和气压，不应超过轮辋/车轮制造厂推荐的 最大值。这个值可刻制在轮辋/车轮上，当轮辋/车轮上无此标记或使用条 件超过其推荐值时，则应与轮辋/车轮厂协商，以确保在预期使用条件下,轮辋/车轮不被破坏。
4、5.5度深槽轮辋6.根据实际测量的轮辋数据及各种参数选用j型轮辋。j型轮辋轮廓:图1-2轮辋轮廓标注J型轮辋尺寸：选用5j型轮辋，尺寸如表1-3所示： 单位为毫米2沈阳理工大学课程设计论文表1-3轮辋轮廓尺寸3沈阳理工大学课程设计论文1.2轮毂建模1. YZ平面上建立草图从开始菜单中启动CATIAV5R16软件，进入CATIA的工作平面，点开其开始菜单选择机械设计-零部件设计，进入零件设计工作台。选中YZ平妞，单击草图器工具图标，进入草图工作台。根据国家标准画出轮毂YZ平面局部草图（其间用到倒角、偏移、标准等命令），如图1-4所示：图1-4轮毂YZ平面局部图2. 根据车间轮辋轮辐画出轮辐YZ平
5、面草图，并使形成闭合曲线，如1- 5所示:1- 5轮辐YZ平面草图沈阳理工大学课程设计论文3. 退出草图平面，用旋转体命令建立旋转体，选中草图一，点击旋转体命令，以H轴为旋转轴，旋转360度，预览，确定。生成了整体轮廓图，如图1-6所示：图1-6整体轮廓图4. 点击图中间平面区，进入草图，画出螺栓大小孔，并分别进行阵列，局部视图如图1-7所示：1-7螺栓大小孔沈阳理工大学课程设计论文5. 点击图中间平面区，进入草图，以回转中心为圆心画圆，退出草图进行拉伸和挖孔操作得到的局部图如图1-8所示：图1-8车轮中心部分图6. 整体轮廓图正面如图1-9所示：1-9整体轮廓图正妞图6沈阳理工大学课程设计论
6、文7. 在整体轮廓图正面两虚线圆内建立三个点并由三个点生成面，如图图1-10 生成面8. 在新建的而上画出三角形，并利用凹槽命令挖通，如图1-11所示1-11三角形7沈阳理工大学课程设计论文9. 以轮毂回转轴为中心进行阵列，如图图1-12所示：图1-12外形图10. 气门口做法先建平谢再画草图，最后使用凹槽命令，得到图1-13所示图形：图1-13整体图形8沈阳理工大学课程设计论文11. 模型建立完毕，如图1-14所示：图1-14最终模型12. 将文件存为*.CATPart *.model两种格式9沈阳理工大学课程设计论文第2章模型导入ANSYS10.02.1轮毂零件模型*.model导入ANS
7、YS10.01. 导入 CATIA 轮毂模型：打开 ANSYS=>File=>lmport=>CATIA。2-2图2-12. 选择已保存的model模型，如图2-2所示:导入后的图形如图2-3所示2- 3初始导入10沈阳理工大学课程设计论文2.2导入模型生成实体生成实体操作如图十八、图十九所示，生成的实体图如图2-6所示图2-4操作图2-5操作2- 6生成的实体11沈阳理工大学课程设计论文第3章ANSYS模态分析3.1参数设定1.模型材料的设定定义模型的单元类型：定义轮毂为实体45号单元rick 8node 23如图3- 1所示3- 1定义单元类型2.材料属性：ANSYS M
8、ain Menu=> Preprocessor=>MaterialProp=Material Models。1）材料的弹性模量和泊松比弹性模量EX = 2.1E11泊松比PRXY二0.32）定义材料的密度 DENS： Main Menu >Preprocessor > MaterialProps > Material Models>densityDENS=78003.2网格划分1）ANSYS Main Menu=>Meshing=>MeshTool2）选择轮毂实体3）设置轮毂为solid45号，单Mesh对轮毂进行网格划分4）划分结果如图3-2所
9、示：12沈阳理工大学课程设计论文3-2网格划分3.3模态分析及图形显示1. 模态分析的设定1）选定分析选项 Main Menu =>Solution =>Analysis Type =>New Analysis-* “Modal”（模态分析）2）分析选型设定 Main Menu= >Solution =>AnalysisType=> Ana lysisOptions选定参数如图3-3所示：3-3分析选型设定沈阳理工大学课程设计论文单击 ok 按钮，将会弹出 Block Lanczos Method，Start Freq 是 0, End Frequ 是 10
10、0000000,单击 ok 按钮。3）进行求解 Main Menu => Solution => Current LS2. 模态分析过程及结果显示1）列出固有频率 Main Menu =>General Postproc =>ResultsSummary,将列出轮毂的所有求解的固有频率，在文本框里列出了轮毂的前20阶固有频率如图3-4所示：图3-4前20阶固有频率2）得到模态分析图形a. 选取菜单路径 Main Menu =>General Postproc =>Read Results =>First Set,选择轮盘第一阶模态b. 选取菜单路径 M
11、ain Menu =>General Postproc =>Plot Results =>Contour Plot=>Nodal Solu,选择 DOF,如图 3-5 所示，此时可观察轮毂的一阶模态，如图3-6所示：14沈阳理工大学课程设计论文图3-5模态分析操作图3-6第一阶模态振型c. 选取菜单路径 Main Menu =>General Postproc =>Read Results= >Next Set,进入轮毂第二阶模态。d. 选取菜单路径 Main Menu =>General Postproc= >Plot Results15
12、沈阳理工大学课程设计论文=>Nodal Solu图形窗口中将显示出第二阶模态振型，如图二十七所e.3-7第二阶模态振型重复上述c、d操作就可获得个阶模态振型，如下所示:3-8第三阶模态振型16沈阳理工大学课程设计论文图3-9第四阶模态振型第3-10五阶模态振型沈阳理工大学课程设计论文图3-11第六阶模态振型图3-12第七阶模态振型18沈阳理工大学课程设计论文3-14第九阶模态振型沈阳理工大学课程设计论文图3-15第十阶模态振型图3-16第H阶模态振型20沈阳理工大学课程设计论文图3-17第十二阶模态振型图3-18第十三阶模态振型21沈阳理工大学课程设计论文图3-19第十四阶模态振型图3-
13、20第十五阶模态振型22沈阳理工大学课程设计论文图3-21第十六阶模态振型图3-22第十七阶模态振型23沈阳理工大学课程设计论文图3-23第十八阶模态振型图3-24第十九阶模态振型24沈阳理工大学课程设计论文轮毂的前20阶固有频率，如图3-26所示：图3-26前20阶固有频率数据25沈阳理工大学课程设计论文轮毂固有特性由固有频率、振型等一组模态参数构成，它由轮毂本身（质量与刚度分布）决定，而与外部载荷无关，但决定了结构对动载荷的响应。由模态分析可以看出轮毂振型情况为：轮毂周边变形较大，第七阶模态到第十阶模态下，周边变形逐渐增大；第十一阶模态下，变形不是很明显第十二阶模态到第十四阶模态下，周边变
14、形逐渐减小；随后的变化趋势是增大减小增大交替出现，类似正弦规律；在变形小的频率处，没有发生共振，变形人的地方发生了共振。所以车轮在设计的时候应根据模态分析得到的数据，让车轮的固有频率与其相关的外界频率错开，避免发生共振使车轮变形，进而可以增加舒适性。保存文件：*.lgw格式文件，使用记事本打开代码如下 /BATCH! /COM,ANSYS RELEASE 10.0UP2005071819:12:0806/30/2010/input,menust,tmp、l!/GRA,POWER! /GST,ON!/GRO,CURL,ON!/CPLANE,l! /REPLOT?RESIZEWPSTYLEO! /REPLOT,RESIZECATIAIN,burongyi,model,.卓骆 狭绩兔箕恍,0/NOPR/GO!/FACET,NORML! /DIST,1,1.08222638492,1! /REP,FASTl*ET,1,SOUD45I*26沈阳理工大学课程设计论文I*MPTEMP” MPTEMP,l,0MPDATA,EX,l2.1ell MPDATA,PRXY,l0.3 MPTEMPMPT
