大学生方程式赛车差速器支架 ANSYS 静力学强度仿真分析

一.支架的压轴力计算

步骤1：计算链传动的有效拉力Fe

有效拉力由发动机传递到链轮的扭矩决定，公式为：

Fe=2T/d2​=14950.63 N

​T：差速器链轮处的输入扭矩（N・m）

d2：差速器大链轮的分度圆直径（m）

步骤2:计算输出到后轴的扭矩

T=Teng​×ig​×η=1323.87N*m

发动机最大扭矩: Teng​

变速箱终传动比 :ig​（发动机→链轮的传动比，1档传动比×主减速比）

传动效率: η（链传动 + 变速箱效率，通常取 0.90-0.95）

步骤 2：计算总压轴力 FQ​

代入链传动压轴力公式：

FQ​=KQ×Fe=19435.82N

​（KQ​ 取 1.2~1.3，赛车设计为保守可按 1.3 计算）

步骤 3：将 FQ​ 分解到 X/Y 轴

根据发动机与差速器的相对位置，链条的拉力方向与X轴成一定夹角θ，取8.099，

用三角函数分解：

FQx​=FQ⋅cosθ=19435.82×0.987936=19201.29N

FQy​=FQ⋅sinθ=19435.82×0.154866=3010.00 N​

（夹角为大小链轮的轴线与水平的夹角）。

二.进行仿真校核

(1)选择仿真类型

选择静态结构(将其拖拽到项目原理图处)

(2)导入材料

1.打开工程数据添加材料

2.选择铝合金(7075-t6)并进行添加

(3)导入catia三维建模图形

1.导入三维图

2.进入designModeler几何结构

designModeler几何结构中关闭透明度:

(4)打开模型

(5)赋予材料给半轴和三球销

1.简化图形如图:

2.赋予材料

(6)进行网格划分

1.选择尺寸调整网格划分

2.定义网格单位

选择全部几何体,单位尺寸改成3mm(可以对接触面高应力处进行网格细分,同时也可以进行网络无关性验证)

(7)对物体进行约束

1.对支架两端螺栓连接处做固定约束

2.对支架中心点做压轴力

(8)仿真求解

1.添加仿真结果

2.检查仿真结果

总变形

等效应力

安全系数