基于ANSYS的支架设计可行性分析ppt课件.ppt

基于ANSYS的支架设计可行性分析 一 选题理由二 现状把握三 目标设定四 项目计划五 项目实施六 效果验证七 标准化八 今后课题 P D C A 发表目录 一 选题理由 在以往的设计工作中 设计员在设计零件时 往往根据经验数据和简单计算完成设计 然后开始试制试装样件以及开模 最后在台架上进行可靠性试验来验证设计是否合格 如试验不合格 则需要改进设计 重复以上所有流程 从而造成设计周期长 项目SOP时间延迟 模具费用浪费 开发成本增加的问题 所以为了减小以上问题出现的机率 应当在设计与试制试装流程之间再增加一个CAE分析的环节 通过CAE的模拟计算来校核设计 从而减小设计失误 提高设计可行性 设计 试制试装 设计完成 试验合格 试验不合格 可靠性试验 开模 1 经验数据2 简单计算 CAE分析 1 EQH发动机与东风客车公司匹配的样车在运行时 多次发生空调支架螺栓断裂故障 经研究所分析后鉴定为螺栓疲劳断裂 2 原支架在设计时未考虑空调的重量和发动机振动问题 也没有做力学分析 存在设计缺陷 所以新设计对支架结构进行了改进 并做成焊接件装配到样车上使用 3 由于项目进度的原因 需尽快确定新设计空调支架的可行性 但是整车试验无法在短时间内得出结论 螺栓断裂位置 原空调支架 二 现状把握 螺栓断面 故障车辆 1 用ANSYS完成对新空调支架的设计可行性分析 2 空调支架运行时长要求达到一万公里以上 3 发布新空调支架图纸及零件清单 三 设定目标 新空调支架 振动试验 项目主日程计划 CAE分析 图纸发放 四 项目计划 用振动测量仪器在整车上采集支架的振动数据 以发动机机体前端面与曲轴中心线的交点为坐标原点建立坐标系 向后为X 向右 从飞轮端看 为Y 向上为Z 分别采集以下工况空调支架的振动加速度情况 1 空调不工作 怠速2 空调工作 怠速3 空调不工作 怠速均匀加速到最高转速4 空调工作 怠速均匀加速到最高转速通过对采集数据的分析处理 可得出振动最大工况点空调支架质心处的X Y Z三向加速度值 一 振动试验及数据采集 五 项目实施 1 建模 设置边界条件 约束 划分网格 二 ANSYS有限元分析 2 按采集数据施加载荷 五 项目实施 3 模态分析 求固有频率 原支架模态分析结果 新支架模态分析结果 从模态分析结果来看 新老支架的一阶二阶固有频率基本一致 所以不会出现因为支架固有频率变化而导致支架振动变化的情况 五 项目实施 4 求解各螺栓受力情况 1 2 3 4 原设计支架各螺栓受力情况 1 2 7 3 4 5 6 新设计支架各螺栓受力情况 五 项目实施 5 原支架与新支架受力情况对比分析由第4点可知 原支架螺栓最大受力为232MPa 新支架螺栓最大受力为131MPa 新支架受力减小将近50 查阅机械设计手册 发现材料的抗拉强度与疲劳极限存在以下关系 根据GB3098 1 82可知 8 8级螺栓材料的抗拉强度 800Mpa 按上表拉压疲劳极限计算可得 8 8级螺栓能承受的最大拉压交变载荷为240Mpa 原支架4个螺栓所受载荷最大值为300Mpa 最小值为252Mpa 均己超出抗拉疲劳极限 所以出现螺栓疲劳断裂的现象 新设计支架的螺栓最大载荷为131MPa 远小于抗拉疲劳极限240MPa 符合设计要求 为了进一步增强可靠性 再将螺栓的等级由8 8级提升到10 9级 五 项目实施 六 效果验证 从3月份至今 试装该新设计空调支架的公交车己经运行超过2 6万公里 没有再出现过螺栓断裂的现象 与有限元分析的结果一致 1 发布空调支架图纸 2 发布零件清单 七 标准化 设计零差错 打造精品动力 八 今后课题