基于ANSYS汽车安全带高度调节器的有限元分析

基于ANSYS汽车安全带高度调节器的有限元分析

摘     要

汽车交通事故已被公认为是威胁人类安全的“第一公害”。随着我国国民经济的快速增长，人民生活水平的不断提高及安全意识的增强，汽车工业和交通运输事业将不断地向高层次发展，对汽车安全性必将提出新的要求。改进汽车的安全性不仅可减少汽车交通事故中人员的伤亡和经济损失，并直接影响交通运输环境和人民生活的安定。安全带作为一种有效碰撞损伤防护装置已广泛用到了现代汽车上。而汽车安全带高度调节器作为现代安全带总成不可或缺的一部分，其安全性能的重要性也就可见一斑了，其研究意义颇为重大。

论文主要结合CAE软件研究了有限元法在汽车安全带高度调节器关键组件应力分析和形变分析中的应用。论文中利用CAE软件ANSYS对高度调节器固定滑板进行了几何建模，总结了前后处理软件ANSYS的有限元功能，详述了几何模型的建立、有限元网格的划分、材料属性和单元属性的建立等几个方面的相关原理和操作。阐述了四大强度理论的应用条件和范围，根据固定滑板材料（45#）属性最后选用第一和第四强度理论对模拟结果校核，结果验证了固定滑板强度满足设计要求。论文设计过程中得到了一些有用的结论，为下一步固定滑板结构优化创造了条件。

关键词：ANSYS  固定滑板  静力分析  应力分析  形变分析

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第一章  绪 论

1.1 研究的背景与意义 1

1.1.1开展本课题的背景 1

1.1.2本课题的研究意义 2

1.2当前国内外安全带企业现状 3

1.3安全带发展历史及趋势 3

1.3.1 安全带发展历史 3

1.3.2 安全带发展趋势 4

1.4课题的提出和主要研究内容 5

1.4.1课题的提出 5

1.4.2课题的主要研究内容 6

第二章 汽车安全带基本结构及受力分析 8

2.1 汽车安全带基本结构 8

2.1.1 汽车安全带定义 8

2.1.2 安全带总成的组成 8

2.1.3 安全带总成的分类 12

2.2  汽车安全带受力分析 13

2.2.1 安全带在试验中的受力分析 13

2.2.2 安全带在GB 14167-2006试验中的受力分析 15

2.2.3 国家标准中高度调节器的抗拉载荷要求及简单说明 17

2.3本章小结 17

第三章   有限元方法与ANSYS软件介绍 18

3.1  有限元方法 18

3.2  ANSYS软件介绍 19

3.2.1  ANSYS软件概述 19

3.2.2  ANSYS主要功能模块 19

3.2.3  ANSYS分析计算模块 20

3.3 本章小结 21

第四章 基于ANSYS固定滑板的有限元分析 22

4.1 固定滑板三维模型的建立 22

4.2 设置单元属性及材料属性 22

4.2.1 设置单元属性 22

4.2.2 设置材料属性 24

4.3模型的网格划分 24

4.3.1定义网格大小 24

4.3.2 网格自由划分 25

4.4 施加约束及载荷 25

4.4.1 安全带高度调节器工作情况说明 25

4.4.2 施加约束条件 25

4.4.3三个工况下施加载荷 27

    4.5 求解..29

4.6后处理分析 30

4.6.1模型节点位移分析.30

4.6.1.1 工况一30

4.6.1.2 工况二30

4.6.1.3 工况三31

4.6.2 模型应力位移分析32

4.6.2.1 四大强度理论概述.32

4.6.2.2 工况一34

4.6.2.3 工况二38

4.6.2.4 工况三39

4.6.2.5 校核.41

4.7本章小结 43

结论 44

参考文献 45

致谢 47