基于ANSYS的电动汽车2AMT壳体强度与模态分析

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.009

山东科学 ›› 2021, Vol. 34 ›› Issue (1): 72-81.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2021.01.009

基于ANSYS的电动汽车2AMT壳体强度与模态分析

徐海港¹，张建武²，林连华¹，陆星阳²

1. 山东时风（集团）有限责任公司，山东聊城 252800；2.上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240

收稿日期:2020-05-25 出版日期:2021-02-15 发布日期:2021-01-30
作者简介:徐海港（1976—），男，硕士研究生，研究方向为机械工程。Tel:13869553168,E-mail:tuchuanwen2@163.com
基金资助:
泰山领军人才工程项目（SF1503002002）；山东省科技重大专项（2015ZDXX0601C01）

Strength and modal analysis of the 2AMT shell of an electric vehicle based on ANSYS

XU Hai-gang¹，ZHANG Jian-wu² ，LIN Lian-hua¹，LU Xing-yang²

1.Shifeng Group Co.,Ltd.,Liaocheng 252800, China；2.School of Mechanical Engineering，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China

Received:2020-05-25 Online:2021-02-15 Published:2021-01-30

摘要/Abstract

摘要： 两档机械式自动变速器（2AMT）因其可以进一步提升电动汽车的动力性与经济性而被广泛研究。在设计2AMT过程中，需要对其进行反复校验、优化以同时满足轻量化、高强度、低噪音等要求。根据经典力学理论，对2AMT的电机以最大扭矩输出时齿轮、齿轮轴和壳体的受力进行了分析。基于有限元分析理论，利用ANSYS软件对壳体进行强度与模态分析，并根据分析结果对结构进行了优化。结果表明，2AMT壳体满足强度要求，优化结构使最大形变减少0.057 mm、最大应力减少20 MPa，且其固有频率能够避开常见转速范围内的齿轮啮合冲击频率。

关键词: 2AMT, 强度分析, 模态分析, ANSYS软件

Abstract: 2AMT (two-speed mechanical automatic transmission) is widely studied because it can further improve the power and economy of electric vehicles. 2AMT designing process involves repeated assessments and optimizations to meet the requirements of light-weight, strength, and noise control. The force on the gear, gear shaft, and shell is analyzed when the 2AMT motor is running with maximum torque output. Based on the finite element analysis theory, ANSYS software is used to analyze the strength and modal of the shell, and the analysis results are used to optimize the 2AMT structure. Results show that the 2AMT shell meets the strength requirements, and the optimized structure reduces the maximum deformation by 0.057 mm and the maximum stress by 20 MPa, and its natural frequency can avoid the gear meshing impact frequency in the common speed range.

Key words: 2AMT, strength analysis, modal analysis, ANSYS

中图分类号:

U469.72

徐海港, 张建武, 林连华, 陆星阳. 基于ANSYS的电动汽车2AMT壳体强度与模态分析[J]. 山东科学, 2021, 34(1): 72-81.

XU Hai-gang, ZHANG Jian-wu, LIN Lian-hua, LU Xing-yang. Strength and modal analysis of the 2AMT shell of an electric vehicle based on ANSYS[J]. Shandong Science, 2021, 34(1): 72-81.

参考文献 11

1	高立强, 奚鹰, 圣亚运, 等. 带肋轮边减速器箱体的有限元分析与优化[J]. 中国工程机械学报, 2015, 13(1): 29-33. doi: 10.15999/j.cnki.311926.2015.01.006
2	宫唤春. 变速器壳体强度有限元仿真分析[J]. 汽车工程师, 2018(10): 17-18.
3	宫唤春, 薛冰, 吴冬冬. 电动客车车架结构模态分析与设计[J]. 汽车工程师, 2017(11): 29-30.
4	毛建中, 黄旭. 电动车2AT变速箱壳体拓扑优化与改进设计[J]. 机械强度, 2018, 40(5): 1118-1124. doi: 10.16579/j.issn.1001.9669.2018.05.016
5	张馨元, 丁晓红. 基于疲劳理论的变速箱体优化过程强度约束研究[J].机械强度, 2020, 42(1): 216-220. doi: 10.16579/j.issn.1001.9669.2020.01.033
6	周云山, 吴云兵, 傅兵. 纯电动汽车两挡变速器壳体强度分析与改进[J]. 计算机仿真, 2015, 32(1): 179-183.
7	刘成峰, 宋利剑, 韩德祥, 等. 某型齿轮箱壳体强度分析及优化[J]. 机械工程与自动化, 2020(2): 34-36.
8	邓庆斌, 王晓娟, 王丽萍, 等. 电动汽车用变速器壳体的模态研究[J]. 汽车技术, 2014(4): 25-27. doi: 10.3969/j.issn.1000-3703.2014.04.006
9	吕孟理, 卢剑伟, 季明微, 等. 某变速器壳体模态与异常振动分析[J]. 汽车实用技术, 2017(17): 120-121. doi: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.17.045
10	DENG S, HAN X H, YANG L. Modal analysis and optimization of bus body structure[J]. Journal of Physics: Conference Series, 2018, 1074: 012048. doi: 10.1088/1742-6596/1074/1/012048
11	成大先. 机械设计手册(减(变)速器.电机与电器)[M]. 北京：化学工业出版社,2017.

[1]	周长峰,张家豪,刘立邦,刘新磊,王希波. 制动盘自由模态仿真与试验对比及模态置信度研究[J]. 山东科学, 2021, 34(6): 106-111.
[2]	刘成强, 徐海港, 张建武, 林连华. 两挡纯电动汽车动力总成悬置系统优化设计[J]. 山东科学, 2020, 33(5): 84-91.

基于ANSYS的电动汽车2AMT壳体强度与模态分析

Strength and modal analysis of the 2AMT shell of an electric vehicle based on ANSYS

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献 11

相关文章 2

Metrics

本文评价

推荐阅读 0