干式双离合器膜片弹簧优化设计及分析

摘要

汽车产业发展至今，消费人群对产品的可选性愈加增多。离合器作为传动系统中极为重要的一部分，对一款汽车的品质评价起到关键性作用。干式双离合变速器是双离合器的一个分支，因其动力优秀、性价比高等特点，已经逐步普及到各大品牌车型。膜片弹簧是双离合器的重要部件，国外学者及我国相关领域专家针对膜片弹簧做过很多研究，以力学、结构优化为主，使得双离合器变得愈加优秀，更加符合人们对汽车的需求。本文针对干式双离合器中摩擦片磨损前后，膜片弹簧载荷及变形情况，提出一种优化设计方案。
　　本文以2017款某车型相关参数为基础，通过这些参数及设计要求确定干式双离合器的可行性。首先，对其关键部件膜片弹簧进行优化设计，确立离合器摩擦片磨损前后两种情况下，膜片弹簧推动压盘前进过程中，通过调节膜片弹簧分离指端压紧力值，从而保证压盘刚开始接触从动盘摩擦片直至完全压紧状态所提供的作用力传递发动机有效动力。其次，为了便于设计人员对膜片弹簧进行建模，本文创建一个基于CATIA二次开发的膜片弹簧建模系统。在前期优化计算等任务完成后，通过该建模系统创建两个膜片弹簧的CATIA模型。最后，对膜片弹簧进行有限元分析，主要考虑了其应力对工作情况的影响，利用ANSYS对其进行静力结构分析。
　　经过一系列研究，建立了联动分析机制，通过优化设计-建模系统-有限元分析，实现逐步递进，最终输出结论的研究方法。优化设计后得到了膜片弹簧载荷-变形曲线。使用建模系统建立膜片弹簧模型，将模型文件导入ANSYS并施加载荷与约束，最终得到了静力学分析结果。实验结果验证了干式双离合器膜片弹簧优化设计的可行性及建模系统的适用性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 双离合器及膜片弹簧国外研究现状

1．2．2 双离合器及膜片弹簧国内研究现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 双离合变速器概述

2．1 离合器结构确定与设计

2．2 膜片弹簧材料及制造工艺

2．3 膜片弹簧离合器类型选择

2．4 本章小结

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3．1 膜片弹簧工作情况分析

3．2 膜片弹簧载荷-变形分析

3．2．1 空行程状态膜片弹簧载荷与变形

3．2．2 压紧状态膜片弹簧载荷与变形

3．2．3 摩擦片磨损前后膜片弹簧载荷与变形

3．3 膜片弹簧优化设计方案

3．3．1 目标函数

3．3．2 设计变量

3．3．3 约束条件

3．4 膜片弹簧受力分析

3．5 本章小结

第四章 膜片弹簧建模系统

4．1 CATIA软件概述

4．1．1 CATIA简介

4．1．2 CATIA模块

4．1．3 CATIA二次开发

4．2 参数化设计概述

4．3 建模系统实施方案

4．3．1 方案确定

4．3．2 膜片弹簧参数化建模

4．3．3 VB6．0交互界面制作

4．3．4 建模系统使用说明

4．4 本章小结

第五章 膜片弹簧有限元分析

5．1 有限元方法确定

5．2 有限元分析前处理

5．2．1 模型导入

5．2．2 材料属性设置

5．2．3 网格划分

5．2．4 施加载荷与约束

5．3 有限元分析后处理

5．3．2 膜片弹簧Ⅱ仿真分析

5．3．3 膜片弹簧易损位置分析

5．4 本章小结

6．1 全文总结

6．2 不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

致谢