基于Abaqus的皮帶輪有限元仿真分析

使用Abaqus 軟件分析空調(diào)功率對皮帶輪及水泵軸的影響,使設計者在設計初期對產(chǎn)品的性能進行評價,縮短研發(fā)周期。

    汽車水泵在設計過程中無法預計空調(diào)開啟對皮帶輪、水泵軸等零件的影響,本文應用Abaqus 分別對計算空調(diào)功率3.8KW 和不計算空調(diào)功率的水泵受力過程進行模擬分析,使設計者在設計初期對產(chǎn)品的性能進行評價。

1.計算單位及材料參數(shù)

    計算單位:長度mm,力N,應力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)見表1。

表1 材料參數(shù)

 

2.CAE 模型

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

圖1 網(wǎng)格劃分
 

3.載荷

    螺栓預緊力矩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.分析結果

表2 皮帶輪1 受力及變形情況

5.結論

    由以上計算結果可知,是否開啟空調(diào)對于水泵的影響不大,各零部件滿足設計需要。本文的模擬仿真計算表明,把有限元法用于汽車結構的前期設計階段,是一種有效的汽車零部件優(yōu)化設計的重要工具,能夠減少試驗次數(shù),縮短研發(fā)周期。

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