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1、第24卷第3期北京信息科技大学学报Vol.24No.32009年9月JournalofBeijingInformationScienceandTechnologyUniversitySep.2009文章编号:1674-6864(2009)03-0039-05汽车传动轴防尘罩的非线性有限元分析112王国权,刘萌,王青春(1.北京信息科技大学机电工程学院,北京100192;2.北京林业大学工学院,北京100083)摘要:借助于大型非线性有限元分析软件MSC.MARC,建立了汽车传动轴橡胶防尘罩的非线性有限元分析模型。根
2、据橡胶材料的本构模型Mooney-Rivlin得到有限元模型中材料特性参数的确定方法,求出有限元分析模型的材料参数,在此基础上分析了橡胶防尘罩在不同工况下的变形和应力分布规律,为进一步可靠设计、优化橡胶防尘罩提供了理论依据。关键词:防尘罩;非线性有限元;强度;橡胶中图分类号:TH145.4文献标识码:ANonlinearfiniteelementanalysisofrubberdustcap112WANGGUO-quan,LIUMeng,WANGQing-chun(1.Schoolofelectronechanic
3、alEngineering,BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity,Beijing100192,China;2.SchoolofTechnology,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China)Abstract:WiththehelpofcommercialnonlinearfiniteelementanalysiscodeMSC.Marc,anonlin-earfiniteelementmodelforrub
4、berDustCapissetup.AccordingtotheMooney-Rivlinmodel,thedefi-nitemethodofthecoefficientformaterialmodelisobtainedandthecoefficientusedinfiniteelementmodelwasachieved,Thedeformationandstrengthofdustcapunderworkingconditionarecomputed.Itprovidesatheoreticalbasefor
5、designingandoptimizingofrubberDustCap.Keywords:dustcap;nonlinearfiniteelement;strength;rubber几何模型上设定载荷、边界条件、材料和单元特性,1引言并将这些信息自动地转换成相关的有限元信息,提在汽车传动系统中,为减少万向节的磨损,提高交给集成的求解器Marc求解计算,并且所有的分析传动效率,降低传动噪声,大量使用了防尘罩。但是结果均可视化。使用MSC.Marc可以帮助产品开发[1]由于防尘罩结构的复杂和工作环境的恶劣,加之其用
6、户实现从设计到制造全过程的产品性能仿真。几何和材料的高度非线性特性,传统的理论分析和本文结合橡胶材料本构模型得到获取防尘罩材实验研究方法很难对其使用过程的应力状态进行分料特征参数的方法,并通过传动轴防尘罩轴向压缩析。防尘罩制造企业在设计生产过程中,大多依靠试验验证,然后用MSC.Marc软件对防尘罩不同工经验的积累或者大量的实验进行设计,缺乏快速有况下的变形和强度进行了计算分析,分析结果对于效的设计方法和手段。防尘罩的设计优化提供了理论依据。随着有限元技术和计算机仿真技术的快速发2橡胶材料的特性分析展,利用非线性有
7、限元软件对橡胶材料结构进行有限元仿真已经成为可能,如MSC.Marc系列软件在橡胶是一种各向同性、大变形、高弹性和难压缩汽车、航空工业中有着广泛的应用。MSC.Marc是的材料,不仅具有类似于金属材料的弹性性质,而且功能齐全的非线性有限元仿真预测软件,它具有很也具有类似于粘性液体的吸收能量的性质。同时,强的结构分析能力,可以进行各种线性和非线性结由于橡胶材料的特性非常复杂,其材料特性和几何构分析。其前处理器MSC.patran允许用户直接在特性均呈非线性变化,实际应用中,往往还存在着复收稿日期:2009-08-15
8、基金项目:北京市优秀人才资助项目(20081D0500600147)作者简介:王国权(1965-),男,甘肃通渭人,教授,博士,主要从事汽车动力学与计算机仿真等方面研究。40北京信息科技大学学报第24卷[2-3]杂边界条件和接触非线性等问题。所以,橡胶mm之间,如图1所示。结构的有限元分析属于非线性有限元范畴,其非线[4-5]性突出地表现在以下3个方面:①橡
