汽车驱动桥壳的有限元分析和设计方法综述

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汽车驱动桥壳的有限元分析和设计方法综述

作者：支景锋

来源：《中国化工贸易·中旬刊》2017年第11期

摘 要：驱动桥是为车辆运行提供动力和承载力的主要构件，其桥壳的设计和质量的优劣将影响车辆的安全性和实用性。本文介绍了汽车驱动桥壳有限元分析的方法，对模型建立、静力学分析、疲劳寿命分析等关键环节进行了阐述，并据此介绍了轻量化设计的方法，提出了汽车驱动桥壳的设计要求和提高桥壳寿命的有效措施。 关键词：驱动桥壳；有限元；ANSYS；分析；设计 1 汽车驱动桥壳的有限元模型建立

有限元法是一种在工程分析中常用的方法，驱动桥桥壳结构是一个极为复杂的结构，在实际结构的基础上有效地建立简化而正确的有限元模型，是保证有限元分析准确的首要条件。通常，在整个有限元求解过程中最重要的环节是有限元前处理模型的建立。由于汽车驱动桥桥壳结构形状较为复杂，包含许多复杂曲面，而一般有限元软件所提供的几何建模工具功能相当有限，难以快速方便地对其建模。因此，针对较复杂的结构，采用三维CAD软件如UG、SolidWorks、ProE等中建立几何模型，然后在有限元分析软件ANSYS Workbench 中通过输入接口读入实体模型，进而在ANSYS Workbench 中完成前处理等过程。 2 汽车驱动桥壳的静力学分析 2.1 最大垂向力工况

车辆满载在不平整路面快速行驶时，驱动桥壳同时承受垂向载荷和冲击载荷，此时的桥壳犹如一个简支梁，桥壳通过半轴套管轴承支于轮毂上，半轴套管的支撑点位于车轮的中心线上，垂直载荷取2.5倍满载轴荷，载荷施加在两个钢板弹簧座上，根据软件得到的变形图、应力图分析桥壳是否满足强度和刚度要求。 2.2 最大牵引力工况

此工况为汽车满载以最大牵引力作直线行驶时的工况，不考虑侧向力。此时左右驱动轮除作用有垂向反力外， 还作用有地面对驱动车轮的最大切向反作用力。此時需要得出最大牵引力的计算公式并根据公式进行计算处理。 2.3 最大制动力工况