基于ANSYS的汽车传动轴有限元分析及优化说明书.doc

PAGE \* ROMAN II 目 录 TOC \o "1-3" \h \z \u TOC \o "1-2" \h \z \u 摘 要 PAGE \* ROMAN II Abstract PAGE \* ROMAN III 1绪论 1 1.1课题研究的目的和意义 1 1.2课题国内外研究现状及发展趋势 1 1.3传动轴的结构特点和常用类型 2 1.4有限元方法和ANSYS软件简介 3 1.5课题研究内容 5 2汽车传动轴的设计计算 6 2.1汽车传动轴的设计要求 6 2.2汽车传动轴主要参数确定 7 3汽车传动轴模型建立 10 3.1汽车传动轴模型简化 10 3.2汽车传动轴三维建模 10 4汽车传动轴的有限元分析 12 4.1传动轴的静态分析 12 4.2传动轴的频率分析 15 5传动轴的优化设计分析 20 5.1优化方案的制定 20 4.2优化的过程与结果 20 6结论与展望 23 参考文献 24 致谢 25 PAGE \* ROMAN III 基于ANSYS的汽车传动轴有限元分析及优化 摘 要 汽车传动轴作为一个动力传递的机构，在汽车传动系统中占据着重要的地位，它主要的功能就是配合驱动桥和变速箱将发动机的动力向车轮传递，进而驱动汽车往前运动。课题以大众cc轿车为对象对汽车传动轴进行研究分析。首先对传动轴进行结构类型选择，将汽车正在运动的时候传动轴全部承受的外部载荷计算出来，以这个载荷为基础计算传动轴的长度尺寸和直径尺寸，这些都是传动轴基本的参数依据。在建模的时候利用的是目前非常流行的CATIA软件，最终通过有限元分析软件ANSYS对传动轴模型进行仿真分析，具体包括静态分析和模态分析，在分析的时候载荷具体的情况是在小端施加扭转力距载荷，然后计算输出应力图的结果，最终根据这个应力图结果来对最大的应力是不是满足许用应力要求进行判断。模态分析的目的就是为了获得固有频率，在工作的时候要让这个固有频率避开最高车速时对应的频率，从而避免共振。最后对传动轴进行了优化设计，为传动轴设计提供参考依据。 关键词：传动轴、三维建模、有限元分析、优化 Finite element analysis and optimization of automotive transmission shaft based on ANSYS Abstract Automotive transmission shaft as an institution of power transfer to a occupies the important position in the automobile drive system, its main function is to cooperate with the drive axle and gearbox transfer engine power to the wheels, and then drive the car forward movement. In this paper, the automobile transmission shaft is analyzed by the Volkswagen cc sedan. To drive shaft structure type selection in the first place, the car was movement transmission shaft all under external load is calculated, based on the load calculation of the shaft length and diameter size, these are the basic parameters based on the shaft. When modeling using is currently very popular CATIA software, finally through the finite element analysis software ANSYS simulation analysis was carried out on the transmission model, including static analysis and modal analysis, the analysis of the load when the specific situation is on the small side imposing tor