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动力总成是汽车的重要部件,其质量的好坏直接影响汽车的使用寿命。离合器壳是汽车传动系统中重要的连接部件和承载部件,受多源激振力和多种载荷的共同作用。某系列货车离合器壳体连续发生批量破裂事故,给公司造成重大的经济损失。发动机-离合器-变速箱是复杂的总成,离合器壳体的破裂是多种因素综合作用的结果,为了从根本上研究壳体破裂的因为,需要对动力总成壳体的受力、结构强度、刚度和振动情况进行综合分析。
本文以汽车动力总成为研究对象,针对离合器壳破裂的实际问题,系统地探讨了有限元法在机械零件结构设计中的应用。在总成条件下分析壳体强度,能够比较真实地模拟壳体位移边界条件以及载荷边界条件,使壳体的分析结果更加合理可信。对发动机机体、离合器壳、变速箱等多个零件、部件的组合件进行了全面深入的有限元计算和分析,特别是对动力总成进行载荷边界条件的合理确定以及对变形的评价。
在分析中综合考虑动力总成壳体的受力情况,施加合理的边界条件,建立有限元分析模型,重点考察分析离合器壳的应力以及轴承孔和接触面的变形情况。对相关零件进行结构强度分析,分析应力变化趋势;提出了一些变形评价指标,以考察变形情况,编写程序对分析数据进行了提取和后处理,得到轴承孔的同轴度、圆柱度以及壳体接触端面的平面度,定性和定量比较了改进前后总成壳体的强度和刚度情况;对动力总成壳体进行有限元模态分析,考察其动态特性,得到固有频率和模态振型;对壳体进行了改进,并对改进方案进行计算分析,将原机与改进方案进行比较,解决了壳体破裂问题。设计出分离式离合器壳体和飞轮壳,进行有限元计算分析,考察两种型式壳体的结构强度刚度和动态特性,并与整体式离合器壳体进行比较分析。
论文基于有限元法对动力总成组件进行了综合分析,完成了结构强度和刚度以及动态分析,系统研究了离合器壳体发生破裂的因为,为解决壳体破裂问题提供了重要的依据,也为进一步研究动力总成的载荷传递和变形情况奠定了基础。