为了改进变速器壳体的结构设计,对某商用车变速器壳体进行拓扑优化。首先,进行了边界条件的分析及载荷的获取;其次,针对典型工况,利用Hypermesh及Optistruct软件,对变速器壳体进行了强度分析和拓扑优化设计。优化后最大应力较优化前下降13.78%,最大应力明显得到优化,应力集中区域有缩小趋势。

变速器壳体密封性能对防止润滑油泄露、对保证产品可靠性起至关重要的作用。本文首先利用HyperMesh软件建立变速器壳体的有限元模型,将该模型导入Romax软件中计算得出一挡最大载荷工况下的各轴承载荷,最后利用Abaqus软件求解得出最大载荷工况下两壳体密封面之间的最大位移间隙。研究成果在后续产品设计初期,对预测壳体接合面密封性能具有指导意义。

为了改善变速器壳体结合面密封性差的问题,同时提高变速器总成的可靠性,文章针对J公司现有螺栓拧紧工艺进行有限元仿真分析,经分析发现螺栓残余预紧力和密封垫片应力分布是影响变速器壳体结合面密封性的主要因素。因此,该文通过有限元仿真和正交试验对螺栓拧紧工艺的拧紧扭矩大小、拧紧工艺参数以及拧紧方式进行优化研究,并针对研究模型提出一种面向不规则结合面的螺栓组拧紧方式,为有密封性要求的螺栓组连接装配工艺设计提供新思路。

以某轻型载货汽车变速器铸铝壳体为研究对象,应用有限元静力学方法分析其在1挡工况下的壳体强度,通过对ANSYS Workbench后处理数据进行分析,得出变速器壳体应力、变形的分布情况。并通过静态扭矩加载实验,测得铸铝壳体的应力、应变情况,由此可获得该铸铝壳体在实际工作状态下的应力应变状态。测试分析结果与静力学分析结果的比较,为有限元模型的修改及变速器壳体的进一步优化提供了依据。

首先介绍变速器壳体设计面临的轻量化要求及拓扑优化技术的原理,重点阐述了在概念设计结束之后,利用有限元和拓扑优化技术对变速器壳体进行详细设计的流程和方法,最后展示了通过优化后的设计方案及FEM分析结果。