ANSYS对零部件设计中的解决方案(3)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:1

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别克轿车弹簧是变线径、变节距、变节圆半径、下端套有塑料的复杂结构，代表了当前最先进、最复杂的弹簧设计。中国弹簧厂在设计该弹簧过程中，为达到非线性的力－位移曲线，利用ANSYS 进行优化设计，一个月内就设计出了符合要求的弹簧。图32 图33。

图31 后悬架的柔体动力学分析图32 前悬挂弹簧图 33 应力分布

4、转向系与制动系：

动力转向设计中，ANSYS 的流体分析可计算出管路中流经各阀门、油罐、油泵等处的油液流量、压力，流－固耦合分析可计算出动力油缸活塞的运动及应力，从而保证转向特性。

制动是一个重要噪声源，制动器本身的振动也影响其工作的可靠性与稳定性，ANSYS 的矩阵单元和约束方程的手段，允许添加阻尼和方程约束，从而方便地建立更符合实际的制动器摩擦耦合模型，进行模态分析可对制动器的尖叫倾向进行估评，从而抑制制动噪声。

清华大学用ANSYS 建立了制动器摩擦耦合模型，研究得出摩擦耦合系数对制动尖叫趋势的影响以及抑制、消除尖叫的解决方法。图34 为制动器有限元模型，图35 为制动盘变形。

图34 图35 图36 流体流迹

5、座椅、仪表板总成

座椅设计不单是舒适性，相关的安全性标准规定了座椅对乘员保护的严格要求，座椅大变形计算成为常规的分析；采用ANSYS 非线性计算功能，进行碰撞过程中座椅靠背和头枕对乘员保护性能进行评判，已通过相应标准。

清华大学用ANSYS 软件对座椅进行非线性大变形计算，与试验结果的对比发现，计算与试验间的误差只有2.8％。

图37 计算位移与试验结果的对比

6、汽车电子、电器

现代汽车已从单一的机械产品变为机电产品，ABS、电子喷射、微机电系统已占到相当的比例。ANSYS 多物理场仿真的能力，在汽车汽车电子、电气领域有广泛的应用。

柏林工业大学利用ANSYS 开发测量内燃汽缸压力的微机电传感器，图38 为封装好的薄膜电阻传感器芯片的热应力分布。

Colibri Pro Development AB 公司利用ANSYS 开发MEMS 陀螺，用于高级汽车的悬挂控制传感器及自动驾驶导航系统。图39 是陀螺压电梁在共振时的电压分布以及结构中4 微米宽接头处的应力集中。接头的设计通过优化，保证了足够弹性。