This invention provides the optimization design method of Automobile Flexible flywheel parameter, including the login interface module, the design entry interface module, the parameter input interface module, the parameter calculation interface module, the link ANSYS APDL interface module and the analysis result interface module. The invention improves the flexible flying with the rule of experience and the trial error method as the main method. The wheel design program does not require too much human interference. The process of generating APDL code is fast, convenient and easy to modify, avoids many repetitive work, saves a lot of modeling time, and defines complex loads and boundary conditions as basic variables and continuous or discontinuous equations of dependent variables and parameterized modeling. The design time process can be reduced greatly; the user interface of the flexible flywheel parameterized design system is simple and clear, and the user does not need the arcane theoretical basis of the analysis, that is, the optimization design of the flexible flywheel can be completed.
【技术实现步骤摘要】
汽车柔性飞轮参数优化设计方法
本专利技术涉及汽车零部件的设计方法,特别是汽车柔性飞轮参数优化设计方法。
技术介绍
近年来,随着生活的进步与经济的发展,人们对于生活质量的要求不断提高,有效率的移动也成为人们追求的目标,于是,具备优越的移动效率及良好的舒适性的各种高性能车辆,不断的诞生。车辆的动力传动系统负有将发动机动力传送至车轮的重任,柔性飞轮便是传动系统中最重要的零件之一。柔性飞轮又称为驱动盘,藉由螺栓分别与发动机曲轴及自动变速器中的液力变矩器锁固,达到动力传递的目的(如图1所示)。柔性飞轮并经由齿圈与启动马达连结,担负发动机启动的重任。现今自动变速车中,柔性飞轮已不再担负储存转动能量、使曲轴均匀旋转的作用,此项功能,已由具有更大转动惯量的扭矩转换器所承担。在汽车启动及转速急遽变化过程中,柔性飞轮均会承受到强烈的冲击负荷。启动时,柔性飞轮可能产生一定程度的径向变形;发动机转速急遽变化时,扭矩转换器可能会发生膨胀现象,而产生轴向位移,进而压迫到柔性飞轮,飞轮盘体将产生显著的轴向弯曲变形。柔性飞轮的设计应同时考虑柔韧性、强度、结构共振及轻量化等因素及条件。柔性飞轮应具有柔韧性,以承受飞轮盘体的轴向弯曲变形,并保护动力传动系统免于损坏;柔性飞轮应具有足够的强度,以承受轴向及径向的冲击负荷,同时又能承受发动机的输出扭矩,以及高速旋转所形成的离心载荷作用;柔性飞轮之结构自然频率应避开发动机之怠速运转频率,以避免结构发生共振;柔性飞轮之总质量应以轻量化为设计原则,以增加发动机启动及加速、减速的反应效率。目前柔性飞轮的设计概念,一般以经验法则与试误法为主。藉由经验的累积 ...
【技术保护点】
1.汽车柔性飞轮参数优化设计方法,包括如下步骤:步骤1,建立EXCEL人机交互界面,设置EXCEL与ANSYS的接口;步骤2,在EXCEL交互界面选择柔性飞轮样式与模块,勾选柔性飞轮设计参数及齿圈常数并输入参数初始值;步骤3,在EXCEL交互界面输入分析项目与分析设定参数后执行;步骤4,在EXCEL交互界面输入结构优化设定及控制参数后执行;步骤5,对输入的柔性飞轮设计参数及齿圈常数根据系统内部自带的设计程序进行计算分析,将计算出的飞轮主要结构参数以ANSYS APDL语法自动绘制飞轮模型;步骤6,对选定之分析项目进行静态分析、离心负载分析、模态分析及疲劳分析等;步骤7,调用分析软件ANSYS输出比对分析数据结果是否合乎各项设计需求,如果是各项分析结果,并结束,若为否则进行下一步骤;步骤8, 以ANSYS APDL语法进行结构优化并重复各项分析计算,以柔性飞轮之厚度、横截面外形及应力孔之参数化形状及位置为设计变量,同时考虑静态分析、离心负载分析、模态分析及疲劳分析等结果为限制条件,进行兼顾柔韧性、强度、避开结构共振及轻量化等需求的柔性飞轮结构优化设计,其优化之数学模型如下:
【技术特征摘要】
2017.11.27 CN 20171120615271.汽车柔性飞轮参数优化设计方法,包括如下步骤:步骤1,建立EXCEL人机交互界面,设置EXCEL与ANSYS的接口;步骤2,在EXCEL交互界面选择柔性飞轮样式与模块,勾选柔性飞轮设计参数及齿圈常数并输入参数初始值;步骤3,在EXCEL交互界面输入分析项目与分析设定参数后执行;步骤4,在EXCEL交互界面输入结构优化设定及控制参数后执行;步骤5,对输入的柔性飞轮设计参数及齿圈常数根据系统内部自带的设计程序进行计算分析,将计算出的飞轮主要结构参数以ANSYSAPDL语法自动绘制飞轮模型;步骤6,对选定之分析项目进行静态分析、离心负载分析、模态分析及疲劳分析等;步骤7,调用分析软件ANSYS输出比对分析数据结果是否合乎各项设计需求,如果是各项分析结果,并结束,若为否则进行下一步骤;步骤8,以ANSYSAPDL语法进行结构优化并重复各项分析计算,以柔性飞轮之厚度、横截面外形及应力孔之参数化形状及位置为设计变量,同时考虑静态分析、离心负载分析、模态分析及疲劳分析等结果为限制条件,进行兼顾柔韧性、强度、避开结构共振及轻量化等需求的柔性飞轮结构优化设计,其优化之数学模型如下:上式中,mf为柔性飞轮总质量(目标函数),σvon为有限元分析所得之等效应力值,σd为设计应力值;nl为疲劳破坏寿命之分析值,NL为其下限;fi为柔性飞轮固有值,FL与FU分别为柔性飞轮固有值之下限与上限,共有r个自然频率纳入分析;xi设计变量,共有n个设计变量,上标L表示下限値,上标U表示上限値;步骤9,比对分析结果是否合乎各项设计需求,若为是则输出各项分析结果,并结束,若为否则进行结构优化计算准备,再进行静态分析、离心负载分析、模态分析及疲劳分析;步骤10,比对此阶段优化结果是否合乎各项设计需求,若为是则输出各项分析结果,并结束,若为否则计算各项分析值是否查过设定循环数,若为是则结束,若为否自动调整柔性飞轮之结构参数,返回步骤9。2.根据权利要求1所述的汽车柔性...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈坤男,汤桃红,陈亚宇,周孟祥,杨赛,
申请(专利权)人:湖北六和天轮机械有限公司,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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