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1 盘毂有限元模型
离合器从动盘盘毂为 45#钢锻压件,并经调质处理,其材料属性如表 1 所示; 结构设计为 90°旋转对称,见图 1。首先,在 UG 中建立从动盘盘毂的三维模型,然后,导入到 Nastran 软件中,由于 UG 软件与Nastran 软件有较好的导入性,导入模型基本上可不做简化处理,与实际情况非常接近。通过以上方法建立的盘毂有限元模型如图 1 所示。
总体上,盘毂有限元模型采用 10 节点四面体单元,对模型共划分了 6639 个计算单元,13517 个节点。盘毂主要作用是把发动机的动力经离合器输出轴传递给变速器,盘毂四个窗口处承受减振弹簧的抗扭弹簧力,盘毂通过花键和离合器的输入轴进行联接,承受发动机传来的扭矩,在花键处受到了周向的位移约束。
2 盘毂强度分析
约束及加载处理后,提交 Nastran 软件求解器进行计算处理,读结果文件到程序内存数据库。对于盘毂,在其四个窗口下边缘圆角处承受集中应力,本研究中最关心的也是这部分的应力情况。通过 Nas-tran 后处理功能,得到盘毂静态应力分布情况,如图2 所示。
由盘毂静态应力云图可以看出,盘毂工作过程中在其四个窗口处受到 1358 N 的压力作用下,在花键圆柱端部产生应力集中,且静应力达到最大值; 盘毂最大应力发生在这部分的第 10783 号节点上,大小为 292. 2 MPa,而材料的许用应力为 450 MPa,节点应力值小于材料的许用应力,因此,盘毂在设计上是安全的。