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双质量飞轮设计与制造的关键技术研究

严正峰  
【摘要】:本文结合湖北重点攻关项目“汽车离合器用复合激光加工技术”和黄石市重点攻关项目“双质量飞轮系统的开发”、“数控轧制滚环智能加工设备”,为了提高车辆动力传动系统NVH性能,围绕双质量飞轮系统先进的设计及成形、连接技术进行理论和试验研究,对双质量飞轮进行性能优化、模拟加工等方面的研究。 1.针对双质量飞轮进行结构设计、受力分析、性能优化、模拟加工等方面的研究。实现了双质量飞轮设计从经验类比型向科学分析计算型转变,构建了双质量飞轮设计与制造技术的集成系统,系统由数字化结构设计与仿真、整车NVH分析、旋压技术分析、焊接技术分析及优化等模块组成。各模块之间基于PDM技术,通过建立统一的产品数据模型技术手段,相应接口程序实现数据的共享与集成,保证各软件间数据交换的有机统一,从而实现双质量飞轮设计与制造技术的系统集成。 2.系统提出双质量飞轮的设计计算公式,并设计了一种适用于激光焊接工艺的结构,讨论了弧形弹簧螺线的参数方程,通过对受约束弧形弹簧变形特点的理论分析,推导出了弧形弹簧的扭转特性计算公式,通过PRO/E建模,运用ADAMS对弧形弹簧双质量飞轮的扭转特性进行了仿真分析,验证双质量飞轮的弹性特性。 3.通过对板材旋压技术在主飞轮体成形中的应用以及CNC环形轧制设备的研究,系统研究了技术参数、结构设计、数控系统,从而建立了双质量飞轮加工的旋压CAM系统。借助板材成形仿真软件ANSYS进行有限元分析,在不同温度下的变形及应力情况验证主飞轮体采用数控旋压技术能满足产品制造的要求。 4.通过对汽车离合器数控激光设备及系统的研究,重点研究NC系统和检测监控技术,并系统研究了产品方案、结构特点、计算机控制系统和工艺参数,通过样机的运行情况及加工结果验证了激光数控设备技术的先进性。同时采用ANSYS软件对激光焊接热过程的温度场及变形、应力进行分析,对工艺参数进行分析。 5.对双质量飞轮的试验方法及试验设备进行研究,对相关产品的试验结果与仿真结果进行对比分析,进一步证明了仿真计算和理论分析结论的正确性。


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