[发明专利]汽车柔性飞轮参数优化设计方法

说明书

本发明提供了汽车柔性飞轮参数优化设计方法，包括登录界面模块、设计进入界面模块、参数输入界面模块、参数计算界面模块、链接ANSYS APDL界面模块、分析结果界面模块；本发明改善了一般以经验法则与试误法为主的柔性飞轮设计程序，不需要过多的人为干涉，其生成APDL代码的过程快捷、方便，而且容易修改，避免很多重复的工作，能够节约大量的建模时间，将复杂载荷和边界条件定义成基本变量和因变量的连续或非连续方程，参数化建模。可大幅缩减设计时程；简单明了的柔性飞轮参数化设计系统用户接口，用户不需具艰涩的分析理论基础，即能完成柔性飞轮之优化设计。

技术领域

本发明涉及汽车零部件的设计方法，特别是汽车柔性飞轮参数优化设计方法。

背景技术

近年来，随着生活的进步与经济的发展，人们对于生活质量的要求不断提高，有效率的移动也成为人们追求的目标，于是，具备优越的移动效率及良好的舒适性的各种高性能车辆，不断的诞生。车辆的动力传动系统负有将发动机动力传送至车轮的重任，柔性飞轮便是传动系统中最重要的零件之一。

柔性飞轮又称为驱动盘，藉由螺栓分别与发动机曲轴及自动变速器中的液力变矩器锁固，达到动力传递的目的(如图1所示)。柔性飞轮并经由齿圈与启动马达连结，担负发动机启动的重任。现今自动变速车中，柔性飞轮已不再担负储存转动能量、使曲轴均匀旋转的作用，此项功能，已由具有更大转动惯量的扭矩转换器所承担。在汽车启动及转速急遽变化过程中，柔性飞轮均会承受到强烈的冲击负荷。启动时，柔性飞轮可能产生一定程度的径向变形；发动机转速急遽变化时，扭矩转换器可能会发生膨胀现象，而产生轴向位移，进而压迫到柔性飞轮，飞轮盘体将产生显著的轴向弯曲变形。

柔性飞轮的设计应同时考虑柔韧性、强度、结构共振及轻量化等因素及条件。柔性飞轮应具有柔韧性，以承受飞轮盘体的轴向弯曲变形，并保护动力传动系统免于损坏；柔性飞轮应具有足够的强度，以承受轴向及径向的冲击负荷，同时又能承受发动机的输出扭矩，以及高速旋转所形成的离心载荷作用；柔性飞轮之结构自然频率应避开发动机之怠速运转频率，以避免结构发生共振；柔性飞轮之总质量应以轻量化为设计原则，以增加发动机启动及加速、减速的反应效率。

目前柔性飞轮的设计概念，一般以经验法则与试误法为主。藉由经验的累积，决定飞轮的大致外型及尺寸，再藉由不断的设计绘图、仿真分析、修改设计、再分析等程序进行，旷日废时，最后的飞轮设计也不一定能达到最佳的性能。一般而言，由于柔性飞轮的设计需考虑多项因素，在短时间内，飞轮的性能欲同时达到各项设计需求，非常不容易。

发明内容

本发明目的是提供汽车柔性飞轮参数优化设计方法，以解决现有柔性飞轮的设计概念效率低、耗时久、各项设计需求达标困难等技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了汽车柔性飞轮参数优化设计方法，包括如下步骤：

步骤1，建立EXCEL人机交互界面，设置EXCEL与ANSYS的接口；

步骤2，在EXCEL交互界面选择柔性飞轮样式与模块，勾选柔性飞轮设计参数及齿圈常数并输入参数初始值；

步骤3，在EXCEL交互界面输入分析项目与分析设定参数后执行；

步骤4，在EXCEL交互界面输入结构优化设定及控制参数后执行；

步骤5，对输入的柔性飞轮设计参数及齿圈常数根据系统内部自带的设计程序进行计算分析，将计算出的飞轮主要结构参数以ANSYS APDL语法自动绘制飞轮模型；

步骤6，对选定之分析项目进行静态分析、离心负载分析、模态分析及疲劳分析等；

步骤7，调用分析软件ANSYS输出比对分析数据结果是否合乎各项设计需求，如果是输出各项分析结果，并结束，若为否则进行下一步骤；