基于ANSYS Workbench的轿车轮毂车削夹具仿真分析及二次开发研究

摘要

轮毂是汽车工业中种类繁多、形状复杂、安全性能要求高、市场需求量大的一类关键零部件。随着市场需求的不断扩大，轮毂产品要在保证精度和产品使用性能的前提下，不断提高其生产效率，所以柔性化的、装夹快捷的工装夹具的使用是极其必要的。为适应市场需求，改变国内产品技术相对落后的现状，进行旧产品的改进和新产品的研发显得尤为重要，因此，对轿车轮毂车削夹具进行分析和研究并以此指导设计工作具有极其重要的实际意义。为了进一步提高轿车轮毂车削夹具的整体设计水平和力学性能，本文进行了如下研究工作：
　　以某大型轮毂制造企业的一款轿车轮毂车削夹具为研究对象，以 SolidWorks和ANSYS Workbench为工具，对参数化设计技术进行研究，建立了轿车轮毂车削夹具的参数化三维模型；深入研究了有限元仿真技术并对夹具进行了整体静力分析、模态分析以及关键零件的结构优化设计。夹具整体力学分析解决了局部分析边界条件难以确定、准确率低等问题，为夹具结构改进和减重设计提供了依据，模态分析提取的固有频率为夹具使用过程中避免共振现象的发生提供了参考数据，关键零件的结构优化可提升夹具结构的力学性能。
　　对有限元软件的二次开发进行了深入的研究，基于 C＃开发了轿车轮毂车削夹具专用结构分析软件，将三维模型设计功能和有限元仿真设置功能打包在二次开发平台内，通过后台调用ANSYS Workbench进行仿真计算和结果显示，并自动生成仿真分析报告。开发的软件简化了操作过程，实现了快速分析，有助于提高工作效率，缩短设计周期。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究意义

1.2 机床夹具的发展及国内外研究现状

1.3 有限元分析软件二次开发研究现状

1.4 本文的主要研究内容

第2章 轿车轮毂车削夹具结构改进及参数化模型的建立

2.1 原轿车轮毂车削夹具简介

2.2轿车轮毂车削夹具结构改进

2.3 参数化设计简介

2.4 确定参数化对象

2.5 建立尺寸关系

2.6 本章小结

第3章 轿车轮毂车削夹具的有限元仿真分析

3.1 结构分析概述

3.2 有限元模型的建立

3.3 轿车轮毂车削夹具的静力分析

3.4 轿车轮毂车削夹具的模态分析

3.5 本章小结

第4章 轿车轮毂车削夹具的优化设计

4.1 优化设计概述

4.2 轿车轮毂车削夹具的优化技术路线

4.3 轿车轮毂车削夹具关键零件的拓扑优化

4.4 轿车轮毂车削夹具关键零件的形状优化

4.5 轿车轮毂车削夹具关键零件的尺寸优化

4.6 本章小结

第5章 轿车轮毂车削夹具仿真分析软件开发

5.1 软件总体设计

5.2 软件开发

5.3 本章小结

结论

参考文献

附 录I

附 录II

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢