[发明专利]一种乘用车传动轴弹性体模态计算有限元建模方法

权利要求书

1.一种乘用车传动轴弹性体模态计算有限元建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1获取传动轴总成，包括：轴管、万向节、花键轴和法兰的几何模型及数据；

S2建立传动轴总成的有限元模型：轴管采用四边形板壳单元模拟，万向节采用弹簧单元模拟，花键轴采用六面体一阶或四面体二阶实体单元模拟，法兰采用六面体一阶或四面体二阶实体单元模拟，实体单元和板壳单元连接采用无质量的二维单元；

S3设定坐标系，将步骤S2建立的模型放入坐标系对应位置，模拟实际传动轴的连接形式；

S4将弹簧单元放入S3的坐标系中，并定义弹簧单元方向和刚度；

S5有限元模型装配，传动轴两端采用刚性约束；

S6将S1中的数据录入模型中，模型建立完毕。

2.如权利要求1所述的一种乘用车传动轴弹性体模态计算有限元建模方法，其特征在于，步骤S1中，所述数据包括：设计质量，材料牌号和材料。

3.如权利要求2所述的一种乘用车传动轴弹性体模态计算有限元建模方法，其特征在于，所述材料牌号包括：材料弹性模量E、材料泊松比μ和材料密度ρ。

4.如权利要求1所述的一种乘用车传动轴弹性体模态计算有限元建模方法，其特征在于，步骤S2中，所述实体单元在剖分件厚度至少划分2层单元，实体单元尺寸＜6mm；实体单元长宽比＜10，实体单元翘曲角＜10°，实体单元扭曲角＜45°，实体单元锥角≥60％。

5.如权利要求4所述的一种乘用车传动轴弹性体模态计算有限元建模方法，其特征在于，步骤S2中，所述实体单元尺寸为3mm，95％实体单元长宽比5，95％实体单元翘曲角7°，95％实体单元扭曲角30°，95％实体单元锥角80％。

6.如权利要求1所述的一种乘用车传动轴弹性体模态计算有限元建模方法，其特征在于，步骤S2中，所述板壳单元满足如下要求：板壳单元数＞95％，板壳单元尺寸＜6mm，板壳单元翘曲角＜10°，板壳单元长宽比＜7，板壳单元扭曲角＜40°，板壳单元雅可比边＜0.3，板壳单元锥度＜0.8，板壳最大角度＜135°。

7.如权利要求6所述的一种乘用车传动轴弹性体模态计算有限元建模方法，其特征在于，步骤S2中，所述板壳单元满足如下要求：板壳单元尺寸为3mm，95％板壳单元翘曲角＜7°，95％板壳单元长宽比＜5，95％板壳单元扭曲角＜30°，95％板壳单元雅可比边＜0.7，95％板壳单元锥度＜0.7，95％板壳单元最大角度﹤120°。

8.如权利要求1至7任一项所述的一种乘用车传动轴弹性体模态计算有限元建模方法，其特征在于，步骤S4中，传动轴轴管轴向为X向，垂直轴管平行于地面方向为Y向，采用右手定则确定Z向，规定K₁～K₆分别为X、Y、Z平动方向刚度和X、Y、Z转动方向刚度，其中K₁～K₃单位为N/mm,K₄～K₆单位为N·mm/rad。

9.如权利要求8所述的一种乘用车传动轴弹性体模态计算有限元建模方法，其特征在于，所述弹簧的种类包括：等速固定万向节弹簧、等速移动万向节弹簧、不等速固定万向节弹簧和挠性盘万向节弹簧，所有弹簧都用无质量零维单元模拟，每个弹簧均设置K₁-K₆六个方向上的刚度。

10.如权利要求9所述的一种乘用车传动轴弹性体模态计算有限元建模方法，其特征在于，步骤S6中，数据录入模型后，对有限元模型进行检查，包括：检查几何清理信息，有限元模型中不包含线、面几何信息；检查零件内部单元连接；检查有无重复单元；检查零部件材料属性；检查零件质量等信息，与三维建模软件中几何样件相差3％以内。