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    14

    3.4.4 模态扩展 15

    3.4.5模态结果后处理 16

    3.5  施加载荷 19

    3.5.1 加载求解 19

    3.5.2 结果后处理 21

    3.6  本章小结 22

        第四章  优化设计 24

    4.1 认识ANSYS优化模块 24

    4.2优化设计步骤 25

    4.3 本章小结 28

    结 论 29

    致  谢 30

    参考文献 31

    第一章 绪论

    1.1  课题的研究背景及意义

    车轮力传感器是汽车试验中的重要设备，无论国内还是国外，研究者们都致力于对轮力传感器的发展。自上个世纪八十年代开始，由于轮力传感器的研发，汽车道路试验数据采集与分析这类技术得到了重大的发展。

    汽车制造业的飞速发展，对车轮力传感器的进一步发展提出了更高的要求，现在市场上也有多种多样的车轮力传感器，通用性，专用型等等层出不穷。轮力传感器在汽车道路试验系统中起着举足轻重的作用，一直是道路试验系统研究内容中的重中之重。【1】

    车轮力传感器使得汽车研发人员能够更精确地对汽车性能进行定位，极大地提高了汽车整车研究和零部件的性能匹配研究效率，而且车轮力传感器方便地为汽车研发人员获取汽车在各种公路情况下的行驶载荷【2】，为汽车性能的实验室模拟再现和计算机仿真提供了试验依据。车轮力传感器的这一重要作用使得它在汽车试验中一直倍受青睐，设计出性能良好，结构先进，操作方便简单的车轮力传感器具有十分现实的作用，因此我们进行车轮力传感器的优化设计是十分重要的【3】【4】。

    1.2  国内外的研究现状

    1.2.1  国内的研究现状

    1.2.2  国外的研究现状

    1.3 课题的研究内容与方法

    1.3.1 课题的研究内容

    轮力传感器内部结构

      由图1-1可知，弹性体的核心部件就是弹性体。

     研究内容：

        （1） 查询资料，收集相关数据并研究。

    （2） 研究弹性体的工作原理及组成结构。

    （3） 绘制三维模型。

    （4） 依据模型分析，对弹性体结构进行优化。

    （5） 整理资料，进行毕业设计论文书写。

    1.3.2  研究的步骤与方法

    利用Pro/E三维建模软件建立起弹性体三维模型，并且通过ANSYS软件，导入到其优化模块中，最后依据优化目标进行优化。

    研究步骤：

    （1）有限元模型的建立。 

    本文对于车轮力弹性体模型的建立都是通过Pro/E来实现的，先绘出模型的二维，然后通过拉伸的方式得到弹性体的三维模型。

    （2）有限元模型的分析。 

    在弹性体的三维模型导入到ANSYS中后，利用ANSYS自带的分析模块进行有限元的分析，详细步骤如下：先进性弹性体模型的网格划分，模态分析，应力分析，最后进行优化设计。通过这些步骤找到弹性体的应力变形最大处，即传感器的粘贴位置。

    （3） 模型的再分析。

     再进行ANSYS优化后，用得到的最有尺寸B，H进行再建模，对此次获得的模型再次进行网格划分，模态分析，应力分析，观察弹性体的变形。最终确定优化所得确实是最优的结果。

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