汽车电动助力转向器CAD/CAE技术研究

汽车电动助力转向器CAD/CAE技术研究

论文题目: 汽车电动助力转向器CAD/CAE技术研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 程凯

导师: 殷国富

关键词: 电动助力转向系统,二次开发,三维参数化设计,集成

文献来源: 四川大学

发表年度: 2005

论文摘要: 电动助力转向系统(Electric Power Steering,简称EPS)是汽车在传统机械转向机构基础上,增加信号传感装置、电子控制装置和转向助力机构的转向系统,是现代汽车转向系统的最新技术发展。因此,对汽车电动助力转向器的CAD/CAE技术进行研究,可以实现EPS零部件的快速设计和分析,为EPS设计人员提供一个简单、方便的建模方法和分析手段,有利于提高EPS的设计质量和效率,缩短设计周期。 本文针对EPS的设计特征,利用UG和ANSYS软件进行电动助力转向器的数字化建模、装配和有限元分析的研究,同时探讨UG和ANSYS的二次开发方法和CAD/CAE集成技术。本文主要的研究工作和成果如下: 1.论述了现代设计技术在汽车产品开发中的应用,并针对电动助力转向器结构复杂、设计要求高的特点,提出了EPS参数化建模方案。以UG为三维设计平台,通过UG的自由曲线和公式定义技术实现阿基米德螺旋线以及蜗轮齿廓渐开线的参数化生成,解决了蜗轮、蜗杆等具有复杂曲面的零件的参数化建模难题。利用绘制参考线的方法,采用UG的尺寸约束技术,实现了蜗轮、蜗杆虚拟装配过程中的全自由度约束,避免了零件干涉。

论文目录:

摘要

Abstract

目录

第一章 绪论

1.1 电动助力转向系统以及发展概况

1.1.1 EPS原理简介

1.1.2 EPS系统的特点

1.1.3 EPS系统的发展概况

1.2 数字化设计技术及其在汽车产品中的应用

1.2.1 现代设计制造技术综述

1.2.2 汽车行业应用先进设计制造技术概况

1.2.3 数字化设计技术在汽车零部件设计中的应用

1.3 计算机辅助工程分析(CAE)技术的应用

1.3.1 CAE技术的作用

1.3.2 CAE技术在汽车产品开发中的应用

1.4 本文的背景及主要研究内容

第二章 基于 UG平台的 EPS参数化建模与二次开发技术研究

2.1 参数化设计的建模理论

2.2 UG参数化建模的实现

2.2.1 UG的简介

2.2.2 UG的参数化建模功能特点

2.2.3 UG的数字化建模模块

2.2.4 UG二次开发方法

2.3 EPS零部件三维参数化建模方法

2.3.1 设计需求

2.3.2 蜗轮、蜗杆的数字建模

2.3.3 二次开发实现电动助力转向器的参数化设计

2.4 EPS零部件虚拟装配方法

2.4.1 EPS虚拟装配步骤及实例

2.4.2 EPS虚拟装配过程中的干涉检查及装配调整

第三章 电动助力转向器的 CAE技术研究

3.1 有限元分析技术原理及软件选择

3.1.1 有限元技术和动态仿真技术概述

3.1.2 有限元分析法的基本原理和过程

3.1.3 CAE软件的选择

3.2 ANSYS的有限元分析

3.2.1 ANSYS简介

3.2.2 ANSYS有限元分析步骤

3.3 电动助力转向器的结构分析

3.3.1 单元类型的选择

3.3.2 单元类型简介

3.3.3 电动助力转向器建模方法

3.3.4 转向器零件的结构静力学分析

3.3.5 转向器零件的结构动力学分析

3.3.6 扭杆的疲劳分析

第四章 基于 ANSYS平台的 EPS有限元分析二次开发技术

4.1 ANSYS的二次开发技术

4.2 用 APDL语言进行 ANSYS的二次开发

4.2.1 APDL语言概述

4.2.2 参数

4.2.3 宏的使用

4.3 EPS的APDL语言参数化建模与应用实例

4.3.1 二次开发思路

4.3.2 具体实现过程

第五章 电动助力转向器 CAD/ CAE集成技术研究

5.1 注册表编程的实现

5.2 多进程编程

5.3 C++封装建模接口

第六章 结论

参考文献

附录作者研究生阶段论文发表情况

独创性声明

致谢

发布时间: 2005-10-17

参考文献

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