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仿真設(shè)計(jì)與工程

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轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車(chē)轉(zhuǎn)向橋中的重要零件之一,保證汽車(chē)穩(wěn)定行駛并靈敏傳遞行駛方向。作為整車(chē)關(guān)鍵零件,連接包括制動(dòng)盤(pán)、減振器、轉(zhuǎn)向拉桿、上下擺臂、車(chē)軸等幾個(gè)重要零件,承受復(fù)雜的載荷工況,在這些載荷的作用下,轉(zhuǎn)向節(jié)本身會(huì)產(chǎn)生分布不均、大小不一的應(yīng)力。利用??怂箍的M仿真軟件,可以有效分析轉(zhuǎn)向節(jié)在各種工況下?tīng)顟B(tài)。

模擬仿真軟件

?動(dòng)力學(xué)分析

通過(guò)有限元仿真軟件,可建立有限元計(jì)算模型并導(dǎo)入到ADAMS動(dòng)力學(xué)分析模塊,對(duì)不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)做分析,然后導(dǎo)入Nastran中,利用慣性釋放法,對(duì)前軸及左右轉(zhuǎn)向節(jié)強(qiáng)度進(jìn)行求解。

前軸及左右轉(zhuǎn)向節(jié)強(qiáng)度分析有限元模型

計(jì)算得出的載荷工況帶入到Adams/Car動(dòng)力模型當(dāng)中去,經(jīng)過(guò)計(jì)算,提取載荷分解載荷,計(jì)算載荷分解模型。最終得出各模擬工況下的載荷分解結(jié)算結(jié)果。

?疲勞分析

轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車(chē)轉(zhuǎn)向的重要零部件,汽車(chē)行駛中轉(zhuǎn)向節(jié)所受力為交變載荷。這種周期性的交變載荷是轉(zhuǎn)向節(jié)疲勞失效的主要因素。即在這一過(guò)程中,即使名義應(yīng)力低于材料的屈服強(qiáng)度,載荷的反復(fù)變化也會(huì)引起失效,導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋,零件斷裂,損壞。因此在設(shè)計(jì)之初對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度分析是十分重要的。通常我們利用S-N曲線方式對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)進(jìn)行疲勞分析。此種方式可以對(duì)多種設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行評(píng)估,通過(guò)對(duì)比,找出最優(yōu)方案。以下是通過(guò)聯(lián)合仿真(Adams & Nastran),兩組對(duì)比對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)進(jìn)行強(qiáng)度和耐久性分析。

疲勞分析之前的單位載荷下靜強(qiáng)度分析要使用慣性釋放法,以使轉(zhuǎn)向節(jié)與其它部件的連接位置都能施加動(dòng)載荷。動(dòng)力學(xué)分析軟件Adams可提供多種國(guó)標(biāo)路譜或?qū)霋呙璨杉恼鎸?shí)路面,建立虛擬試驗(yàn)場(chǎng)。

?熱模鍛仿真模塊

熱模鍛仿真是當(dāng)今CAE領(lǐng)域不可分割的一環(huán)。 本軟件模塊將便捷、直觀、易用集成在一起,為熱鍛工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供高質(zhì)量的指導(dǎo)和預(yù)測(cè)。它能夠過(guò)減少開(kāi)發(fā)循環(huán)次數(shù)降低研發(fā)成本、降低試驗(yàn)成本,縮短新品上市周期。優(yōu)化模具使用壽命,降低模具成本;提高機(jī)器利用率,從而降低固定成本;提高材料利用率,降低生產(chǎn)成本(比如減少毛刺等);優(yōu)化工藝過(guò)程,降低制造成本;提高單個(gè)工藝過(guò)程的效率,降低能源成本。同時(shí)提高工藝穩(wěn)定性,提高了目標(biāo)工件質(zhì)量;

熱鍛模塊可對(duì)零件制造的整個(gè)熱鍛工藝鏈進(jìn)行全方位仿真:比如從坯料下料開(kāi)始,承接坯料初始熱處理、鐓粗、預(yù)成形和終鍛、修邊、沖壓、校正、冷卻、最終熱處理等。主要用于高于再結(jié)晶溫度成形的工藝仿真,除熱模鍛成形仿真之外,模塊中還包含了切邊、加熱、冷卻、磨具應(yīng)力分析等一系列與熱鍛相關(guān)的仿真模塊,滿(mǎn)足全方位的仿真需求。 除此之外,還支持其它類(lèi)似的熱擠壓成形仿真:比如說(shuō)軋制工藝仿真。該模塊不僅可以對(duì)坯料的軋制過(guò)程進(jìn)行仿真,還可在一定精度上還原軋機(jī)和軋輥的復(fù)雜運(yùn)動(dòng),并對(duì)模具應(yīng)力進(jìn)行分析,還可非常精準(zhǔn)的還原設(shè)備運(yùn)動(dòng)規(guī)律。用戶(hù)可按需對(duì)模具的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行方便的定位,一旦定義后,軟件會(huì)自動(dòng)將運(yùn)動(dòng)規(guī)范保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中以備后續(xù)使用,協(xié)助進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。

?熱鍛工藝模擬

實(shí)現(xiàn)熱鍛、開(kāi)式模鍛、閉式模鍛、熱擠壓、模鍛、錘鍛、多向模鍛等熱成形工藝仿真分析。熱鍛工藝包括兩種算法:有限單元法(FEM)和有限體法(FV),分別對(duì)應(yīng)隱式非線性求解器和顯示非線性求解器。兩種算法可以相互切換,即使用有限體法(FV)可以快速高效的計(jì)算大變形金屬材料流動(dòng)和折疊,幫助用戶(hù)判斷金屬的材料流動(dòng)和折疊情況,同樣使用有限單元法(FEM)也可以分析材料流動(dòng)和折疊,但是計(jì)算效率稍微低點(diǎn)。這樣用戶(hù)可以使用兩種算法交互優(yōu)化模型。同樣可以多工序連續(xù)仿真成形。

多向熱鍛成形

可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜變形;多個(gè)工具、多個(gè)方向作用變形,很好的、精準(zhǔn)的控制各個(gè)工具的精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)容易,定義簡(jiǎn)單。

從加熱分析到多次鍛壓工序,每次仿真分析都考慮上一工序的溫度、應(yīng)力、應(yīng)變等結(jié)果分布,保證了和實(shí)際分析的對(duì)應(yīng),充分考慮各工序的變形過(guò)程和變形結(jié)果。

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