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摘要车轮力传感器（WFT），是用于测量车轮在行驶过程中受到的力和力矩的传感器。 采集的数据经过系统处理后可以较为准确的反映出汽车整车运动时的性能指标。针对 车轮力传感器上用于采集数据最为关键的部分，也就是弹性体的结构进行优化设计， 可使其采集的数据更为准确。采用有限元分析软件 ANSYS 13。0，选择 solid185 单元， 设定衡量宽度为参数 W=14，通过参数化建模的方式建立弹性体的有限元模型，对外 环小孔施加全向约束，内环小孔施加 10000N·m 的扭矩，对其进行应力分析求解， 得到最大应力 SMAX 为 54081N/ ，并在优化求解器中定义梁宽 W 为设计变量， 最大应力 SMAX 为状态变量，体积求和的结果 VOLUSUM 为目标函数，对弹性体上 横梁的宽度进行优化设计。定义循环方式为 Sub-Problem，迭代次数为 15 次，运行得 到优化后的最佳宽度为 13。657mm。83824

毕业论文关键词：车轮力传感器；弹性体；优化设计；ANSYS

Abstract The wheel force transducer (WFT) is a transducer wihch used to measure the force and torque of the wheel in the driving process。 The collected data can be used to reflect the performance index of the vehicle when the system is processed。 The most critical part of the wheel force sensor is used to collect the data, which is the structure of the elastic body to optimize the design, which can make the data collected more accurately。 Using finite element analysis software ANSYS 13。0, solid185 unit, set to measure the width parameter W=14, by way of parameterized modeling of establish the finite element model of the elastomer, omnidirectional constraints applied external ring hole, inner hole 10000N

- M of torque is applied, the of stress analysis to obtain the maximum stress Smax for 54081N/mm^2 and optimization solver is defined in the beam width w as design variables, and the maximum stress Smax as state variables, cubage and the results VOLUSUM as objective function。 The width of the beam on the elastic body for optimization design。 The definition of circular mode is Sub-Problem, the iteration number is 15 times, the optimal width of the operation is 13。657mm。

Keywords: WFT; elastomer; optimal design; ANSYS

目录

第一章绪论 ·1

1。1 研究背景1

1。2 车轮力传感器的研究现状与发展 ·1

1。2。1 国外 WFT 的研究现状及其发展 ·1

1。2。2 国内 WFT 的研究现状及其发展 ·5

1。3 本文研究的意义·6

1。4 本章小结7

第二章车轮力测量原理 8

2。1 概述车轮力定义·8

2。2 车轮力轮力传感器的测量原理 ·9

2。2。1 弹性体的结构设计·9

2。2。2 弹性体上变形梁的受力分析 9

2。2。3 弹性体上应变片的布片方案设计 10

2。3 本章小结 ·11

第三章 车轮力传感器弹性体有限元建模与分析·12

3。1 基于有限元分析的基础介绍 ·12

3。2 ANSYS 13。0 软件的基本算法与操作的基本流程 15

3。3 弹性体基于有限元软件的分析步骤 ·17

3。3。1 弹性体的基本尺寸与相关常数的确定 17

3。3。2 参数的定义及单元与材料常数的选择 19

3。3。3 弹性体模型的建立 20

3。3。4 弹性体的网格划分 21

3。3。5 弹性体的上约束和力的施加 22

3。3。6 弹性体有限元模型的求解及其分析结果的查看 23

3。4 求解弹性体的优化设计方案 25

3。4。1 优化设计的基本概念 25

3。4。2 关于优化设计的基本原理介绍及具体操作 ·26

3。5 本章小结29

结语 ·30 (责任编辑：qin)