【《汽车减震器三维建模探析案例》1900字】

汽车减震器三维建模分析案例汽车减震器是汽车中不可或缺的一部分，他的其性与汽车的动力性、舒适程度、车架稳定性息息相关。汽车减震器的功能性、先进性一定程度上代表着整车的研发设计能力的高低。为了改善以往减震器的不足，节约设计成本，缩短设计周期，利用三维软件（如SolidWorks、UG）进行减震器的研发设计成为必然趋势[23]。本文利用SolidWorks进行三维模型的设计。利用三维软件的零件设计和虚拟装配功能，设计者可以更加便捷的操控计算机，建立汽车减震器的实体模型，模拟现实环境条件，分析出在施加一定载荷的条件下，减震器所产生的应力和应变，根据结果进行优化设计，能够一定程度上减少开发时间，节约开发成本。本文利用SolidWorks软件建立了一个减震器的三维模型（如图3.1），并进行了静力学仿真和模态分析。图3-1汽车弹簧减震器Soildworks软件介绍如图3.2所示，SolidWorks基于在Windows环境下进行机械设计的软件，是一个以设计功能为主兼运动学仿真的CAD/CAE/CAM软件，其界面操作简单、有着人性化的使用风格。该软件具有功能全面、容易上手和技术创新SolidWorks三大特色，使得SolidWorks成为市面上主流的、占有一定地位的三维CAD设计软件。SolidWorks能够根据不同的需求，提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误从而提高产品质量。同时对每个工程师和设计者来说，易上手、人性化的设计界面是SoildWorks软件的特点。这款软件建模流程简洁，三维模型能够比较直观的展示在设计者的面前，这样能够大量的减小设计难度、节省大量时间。图3-2SoildWorks2018操作界面为了更好让设计产品从研发到改进，最后加工成型之间数据的完美衔接，SoildWorks专门提供了专业的生产制造与检测的全套开发环境。所以，无论是企业还是个人产品设计的数据模型可以在整个生命周期内具备极强的关联性，这种关联性体现在产品三维模型图、工程图、仿真分析等数据的交换与共享。SoildWorks软件建模方便快捷，通过草图绘制模块、特征模块等操作完成模型草图的绘制（如图3.3所示）与特征的修改等。对于复杂的模型构建，还可以采取布尔操作、参数设置等形式进行。特别的，SoildWorks提供了特征操作与特征编辑功能用于实现对模型实体各类编辑工作，简化了实体构建过程。图3-3Soildworks2018绘图区界面汽车减震器的三维模型及相关参数打开SolidWorks软件，创建一个新的界面来绘制零件。首先,新建一个二维草图，根据草图的尺寸，绘制草图；然后通过特征模块，使用“拉伸”、“切除”、“放样”等工具将二维草图绘制成三维实体；最后，在“评估”中用“测量”来测量结构的尺寸，通过最后的优化修改画出所需的零件尺寸。之后,创建一个新的装配体文件来组装各个零件,将所需的零件导入到文件中,然后按照“配合”的原则,将各零件装配在一起,最后,导出零件图,获得所需的装配图。所画零件主要包括弹簧、上支座、活塞杆、上挡环、工作缸筒、防尘套和定位环。弹簧的作用是汽车在经过颠簸路段时，或通过压缩变形与拉伸变形来减缓振动的力量，能保持车辆的平稳性和舒适性。弹簧建模主要参数：直径80mm；横截面直径5mm；高度140mm；圈数9；圈螺距20mm。弹簧建模如图3.4(a)所示。上支座与车架悬架相连接，向下与减震器的其他部件相连。上支座建模主要参数：最上端圆环支撑控内径30mm，外径50mm，最下端与活塞杆连接处直径为28.5mm，上支座建模如图3.4(b)所示。活塞杆上端连接上支座，下端带动活塞在工作筒中上下运动，同时产生一定的阻尼力，从而起到减震的作用。建模主要参数：直径16mm；长度188mm。活塞杆建模如图3.4(c)所示。上挡环可减少零件之间的摩擦，对零件起到保护作用。建模主要参数：孔径16.5mm；上圆柱高12.7mm；中圆柱高6.35mm；下圆柱高6.35mm；上圆柱直径42.55mm；中圆柱直径85.75mm；下圆柱直径69.85mm。上挡环建模如图3.4(d)所示。工作缸筒是减震器的关键零部件，为工作环境提供主要场地，弹簧吸震后带动活塞在工作缸筒中运动，带动储存油液和所需要二点减震气体运动，依次产生阻尼来减缓震动。建模主要参数：高度176.8mm；缸筒直径63.5mm；孔径30.5mm。工作缸筒建模如图3.4(e)所示。减震器防尘套的作用主要是为了防尘，保护减震器不被灰尘所覆盖从而保证减震器能保持一个最佳的工作状态。大多数人认为减震器防尘套在整个汽车零部件当中不是那么重要，其实恰恰相反，不注重减震器防尘套的更换会直接导致减震器损坏，随之便产生更多附带问题，比如发动机颠簸松动等。防尘套建模主要参数：高度50mm；孔径17.5mm。防尘套建模如图3.4(f)所示。定位环是为了避免活塞杆左右偏移而影响其工作性能。定位环建模主要参数：孔径63.5mm；厚度15.9mm；大圆直径90mm。定位环建模如图3.4(g)所示。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)图3.4减震器各零件三维图图3.5汽车减震器二维简化图对减震器每个部件所用的材料进行设定，活塞杆用45号钢，弹簧用55Si2Mn弹簧钢，定位环与上挡环用304不锈钢，防尘套外壳用304不锈钢，内部缓冲环用橡胶，工作缸筒以及其他部件用普通碳