胡山凤　孙罕

摘要：

针对汽车发电机连接螺栓经常出现的应力集中问题，用ANSYS对发电机连接螺栓在实际工况下的应力情况进行模态分析和谐响应分析.分析已量产的相同设计接口的产品，设定螺栓的疲劳强度.在不增加成本，且不对发电机本身结构做较大改动的前提下，采用旋转连接螺栓整体分布的策略，使新设计的连接螺栓符合设定的疲劳强度.该方案在实际运用中已经得到验证.

关键词：

汽车发电机； 螺栓； 疲劳强度； 模态分析； 模态叠加法； 谐响应分析

中图分类号： U463.6

文献标志码： B

Abstract：

In order to solve the stress concentration problem on the connecting bolts of automotive alternator， the modal analysis and harmonics response analysis is performed by ANSYS under actual working load. The fatigue strength of connecting bolts is set based on the analysis of a mass produced alternator with the same fixation. By rotating the distribution of connecting bolts， the newly designed alternator bolts meet the fatigue strength requirement without increasing cost and with less change of alternator design. The scheme is verified by actual application.

Key words：

automotive alternator； bolt； fatigue strength； modal analysis； modal superposition method； harmonic response analysis

0引言

车用发电机是汽车供电的主要功能零件，位于发动机前端轮系中，在汽车怠速和运行时保证整车的供电需求并及时给汽车电池充电，在发电机工作过程中主要承受来自发动机的振动激励.如果发电机设计不合理，前、后盖的连接螺栓会出现断裂事故，导致发动机前端轮系失效.若采用直径更大的螺栓，将增加发电机设计空间，同时增加发电机成本，在生产线装配过程中也容易出现混料.因此，对发电机前、后盖连接螺栓实际工况中的应力分布情况进行分析研究，在发电机设计前期优化设计降低螺栓应力很有必要.本文对120 A发电机与150 A发电机的设计进行对比，预测150 A发电机连接螺栓存在的设计风险，进而给出优化方案.

1谐响应分析

谐响应分析是用于确定线性结构在承受已知按正弦规律变化载荷时稳态响应的一种技术.由经典力学理论[1]可知，物体的动力学通用方程为