车轮力传感器的优化设计大学论文.doc

江苏科技大学本科毕业设计（论文）江苏科技大学本科毕业设计（论文）学院机械工程学院专业机械电子工程学生姓名侯瑾班级学号0645502103指导教师李忠国二零一零年六月江苏科技大学本科毕业论文车轮力传感器的优化设计TheOptimizedDesignOfWheelForceTransducer江苏科技大学毕业设计（论文）任务书学院名称：机械与动力工程专业：机械电子工程学生姓名：侯瑾学号：0645502103指导教师：李忠国职称：讲师毕业设计（论文）题目：车轮力传感器的优化设计一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）1提供条件：车轮力传感器相关资料和弹性体的有关尺寸以及施加载荷等；2设计内容与要求:（1）了解车轮力传感器的用途、结构和工作原理，了解弹性体在传感器工作时的受力状况。（2）学习并掌握ansys有限元分析软件。（3）建立车轮力传感器弹性体的有限元模型，定义单元类型，设置适当的边界条件，正确划分网格。（4）加载扭矩为10000N*m时求解有限元问题，对求解结果进行分析，找出受力梁的最大变形处，即为应变片粘帖位置。二、完成后应交的作业(包括各种说明书、图纸、软件、译文等)1.毕业设计论文一份（不少于1.5万字）；2.外文译文一篇（不少于5000英文单词）；3．配图一张。三、完成日期及进度2009年12月25日至2010年5月31日。进度安排：1.12.25-2.28，查阅资料、调研，学习有限元分析的理论，完成开题报告；2.3.1－4.26学习ansys软件，建立弹性体有限元模型，并完成中期检查报告。3.4.27－5.31求解分析，并完成论文撰写；4.5.31网上提交论文，然后根据意见修改，并完成答辩准备工作；5.6.12-6.13，毕业答辩。四、主要参考资料(按参考文献的规范格式填写)1.东方人.ANSYS7.0入门与提高[M].北京：清华大学出版社，20042.张乐乐，谭南林，焦风川.ANSYS辅助分析应用基础教程[M].北京：清华大学出版社,20063.张为公.基于车轮力测量的汽车道路试验系统研究与开发[D]:[博士论文].南京：东南大学，20014.白雪飞.路面功率谱的采集与模拟方法研究[D]:[硕士学位论文].上海：上海交通大学，19995.靳晓雄等．汽车振动分析[M]．上海：同济大学出版社．2002．指导小组组长：（签字）20年月日主管院长：（签章）20年月日注：1、如页面不够可加附页2、以上一～五项由指导教师填写摘要对车轮力传感器弹性体进行结构力学分析，是研究其可靠性、寻求最佳设计方案的主要手段。由于车轮在行驶过程中载荷情况较为复杂，采用经典力学的计算方法往往有很大的局限性，因此本文采用有限元方法对车轮力传感器弹性体进行应力及应变分析，确定弹性体的几何尺寸。本文通过使用ANSYS软件参数化设计语言（APDL），建立一组多个车轮力传感器弹性体的有限元模型，然后对加载约束及大小为10000N*m扭矩的弹性体进行结构应力分析，最后使用MATLAB软件对分析结果进行拟合，得到应变与变形梁宽的关系，再以优化约束条件最终计算出尺寸优化结果并加以验证。本文不但找到了变形梁的最大变形处，即应变片贴片位置，还对弹性体的关键数据梁宽进行了优化，得到的优化结果为8.6mm。这为精确掌握车轮与地面之间的作用力及其在各种条件下的载荷分布、分析汽车整车系统对外激励载荷的动态响应与特性、对汽车结构部件和传动零部件进行机械可靠性设计等提供了可靠的依据。关键词：ANSYS；有限元分析；弹性体；优化；车轮力传感器AbstractThestructuremechanicsanalysistotheelastomerofthewheelforcetransduceristhemainmethodofstudyingitsreliabilityandseekingtheoptimumdesignscheme.Becausetheloadingconditioniscomplexwhilethewheelisrunning,methodofclassicalmechanicstocalculateoftenhastheverybiglimitation.Inthisarticle,finiteelementmethodisusedtocarryonthestressandthestrainanalysisofthewheelforcetransducerelastomerfordefinitingelastomer'sgeometrysize.Inthisarticle,agroupofWFTelastomer'sfiniteelementmodelsarebuiltbyusingAN