江铃汽车驱动桥桥壳有限元分析

江铃汽车驱动桥桥壳有限元分析作者：朱峥涛，丁成辉，吴浪，蔡志武，曾宇华，ZhuZhengtao，DingChenghui，WuLang，CaiZhiwu，ZengYuhua作者单位：朱峥涛,丁成辉,吴浪,ZhuZhengtao,DingChenghui,WuLang(南昌大学建筑工程学院,南昌,330029)，蔡志武,曾宇华,CaiZhiwu,ZengYuhua(江铃JMC产品研发中心,南昌,330029)刊名：汽车工程英文刊名：AUTOMOTIVEENGINEERING年，卷(期)：2007，29(10)被引用次数：2次参考文献(3条)1.郑燕萍.羊玢汽车驱动桥壳台架试验的有限元模拟[期刊论文]-南京林业大学学报（自然科学版）2004(04)2.吴瑞明.周晓军汽车驱动桥的疲劳检测分析[期刊论文]-汽车工程2003(03)3.赵少汴抗疲劳设计1997相似文献(10条)1.学位论文朱峥涛汽车驱动桥桥壳有限元分析2007随着汽车工业的高速发展，对汽车的性能要求越来越高，这使得传统的驱动桥桥壳设计计算方法已经无法满足现代汽车设计的要求。电子计算机的出现以及有限元法的飞速发展为驱动桥壳的结构性能的计算分析带来了新的革命。由于驱动桥桥壳是汽车的重要承载件和传力件，桥壳的性能和疲劳寿命直接影响汽车的有效使用寿命，因此，驱动桥壳应具有足够的强度、刚度和良好的疲劳耐久特性。合理地设计驱动桥壳也是提高汽车安全性和舒适性的重要措施。论文利用Solidworks工业建模软件建立高顶单胎14A-B型汽车驱动桥壳3D模型。采用最新的ANSYSWorkbench协同仿真有限元平台，按国家驱动桥壳台架试验的标准，在计算机中对5.0mm、6.0mm、6.5mm三种厚度驱动桥桥壳进行有限元分析，其中包括了静力分析、疲劳分析和模态分析。有限元静力分析结果表明，5.0mm厚桥壳垂直静强度和疲劳强度不符合规范要求。6.0mm、6.5mm厚的两种桥壳满足规范要求。再对该型桥壳进行了约束模态分析，发现该系列桥壳固有频率都大于50Hz，不会和路面激振发生共振。最后，结合工程实例做了桥壳的失效分析，从多个方面入手综合分析，全面整合各种模拟仿真的结果基础上找出桥壳疲劳失效的根本原因是焊缝质量不合格导致疲劳断裂。并通过尝试性的模拟计算，发现延长千斤顶支座能够有效的提高14A-B型桥壳的疲劳寿命。2.期刊论文陈国荣.唐绍华.CHENGuo-rong.TANGShao-hua汽车驱动桥桥壳强度与模态的有限元分析-机械设计与制造2010,(2)介绍了汽车驱动桥桥壳结构强度和模态有限元分析的研究背景,论述了ANSYSWorkbench软件的有限元分析功能和优点.采用三维CAD软件UG建立了汽车驱动桥桥壳的三维几何模型,然后将其导入ANSYSWorkbench软件中进行了结构强度和模态有限元分析.仿真结果表明,汽车驱动桥桥壳的强度满足设计要求,并且具有良好的抗振性.3.期刊论文黄平辉.余显忠.揭钢.唐思成.万雄飞.HUANGPing-hui.YUXian-zhong.JIEGang.TANGSi-cheng.WANXiong-fei汽车驱动桥桥壳静力学建模与分析-现代制造工程2010,(5)针对驱动桥桥壳台架试验国家标准中规定的试验工况条件,采用材料力学的方法进行理论分析;利用UG软件建立了某汽车驱动桥桥壳3D几何实体模型,采用有限元分析的方法,在ABAQUS6.8仿真软件中进行有限元仿真分析;并在台架上进行试验测试,求得该驱动桥桥壳的弯曲刚度、垂直静强度,并对分析结果进行对比,其结果误差在10%以内.分析结果表明,该分析方法切实可行,该驱动桥桥壳具有足够的静强度和刚度,满足设计要求.4.学位论文徐治华驱动桥桥壳应力特性的有限元分析和道路模拟试验研究2007驱动桥结构是汽车的主要零部件之一，一方面起着支撑汽车荷重，并将载荷传递给车轮的作用，另一方面，作用在驱动车轮上的牵引力、制动力、侧向力和垂直力也是经过桥壳传到悬架系统、车架或车厢上的。因此，驱动桥桥壳既是承载件又是传力件。驱动桥桥壳的强度、刚度问题是关系到整车结构安全的关键所在，了解和掌握其在静、动态载荷作用下的应力场分布，对车辆驱动桥结构的优化设计是非常重要的。传统的结构设计和检验方法多数是在静载荷的基础上，按照相应的强度理论进行的。但车辆在行驶过程中，由于路面不平整度和各种复杂工况的影响，驱动桥结构在实际工况下承受的是动载荷，而这些结构动载荷引起的动应力往往比静应力大出好多倍，因此找出车辆正常行驶时车桥的最大动应力区域，对防止车桥破坏有着非常重要的现实意义。本文将有限元分析技术和道路模拟试验技术有机的结合在一起，以某重型卡车驱动桥桥壳为研究对象，首先，运用有限元分析技术对其在2.5倍轴荷静载作用下的应力场分布特性进行了较为深入的研究，并且通过第四强度理论进行了简单的强度校核。其次，利用台架进行静载荷试验，并与相同载荷情况下的有限元分析结果进行对比，验证利用有限元法进行静力学分析的可行性。然后，利用车辆在高等级路面上正常行驶时获得的车身加速度响应信号，结合车辆动态模型，计算得出了反映车辆动态载荷的模拟载荷谱。最后，利用动力环境模拟激振系统，对驱动桥结构进行了道路模拟试验，获得了结构在真实路面激励下的动态应力分布特性。通过对结构在路面模拟激励下动应力响应信号的进一步分析，了解到车辆在高等级路面行驶工况下，该驱动桥结构将不会产生由于共振而引起的高应力。研究结果表明，有限元分析技术和道路模拟试验技术的有机结合是进行结构优化设计，确定静、动态应力分布特性，保证结构安全的有效方法。5.期刊论文张骄.杨建伟重载货车驱动桥壳有限元分析-机械设计与研究2010,26(2)随着中国国民经济高速发展,汽车工业已迈入新时代,重型载货车的需求量大大增加,对重型汽车的性能要求越来越高,这使得传统的驱动桥桥壳设计计算方法已经无法满足现代汽车设计的要求.由于驱动桥桥壳是汽车的重要承载件和传动件,是维系车辆运行安全的关键部件,桥壳的性能和疲劳寿命直接影响汽车的有效使用寿命.因此,驱动桥壳应具有足够的强度、刚度和良好的疲劳耐久特性.本论文以某货车的驱动桥壳为研究对象,提出了桥壳几何模型的简化方法,利用PRO/E建模软件建立了桥壳的有限元计算模型,并联合有限元分析软件ANSYS对桥壳进行了强度计算和有限元模拟分析,得出了零件的应力和变形分布,验证了设计的合理性,为汽车驱动桥的强度评价提供了相关数据.6.期刊论文杨天兵.周志鸿.张韬.YANGTian-bing.ZHOUZhi-hong.ZHANG-Tao轮式挖掘机驱动桥桥壳有限元分析-建筑机械（上半月）2008,(8)对某轮式液压挖掘机的4种典型工况:(1)不平路面高速行驶时,(2)最大牵引力行驶时,(3)紧急制动时,(4)受最大侧向力时,利用有限元软件ANSYS对挖掘机驱动桥桥壳分别进行强度与刚度分析.通过分析得出工况4的应力值最大,即最大应力值发生在挖掘机高速急转弯发生侧滑的情况,此时轮毂轴承、半轴套管受力最大.7.学位论文唐志祥P130E-1装载机驱动桥桥壳有限元分析2006本文对P130E-1装载机驱动桥桥壳进行了有限元分析。文章首先对驱动桥壳的工作状况进行分析归类，分四种工况计算出桥壳的受载情况，然后运用有限元分析软件ANSYS，建立起桥壳每种工况的有限元模型，并进行有限元分析，获得桥壳在各工况下的静态特性，判断桥壳的结构是否符合设计要求。然后对桥壳进行静态应力测试，测得桥壳在特定工况下的应力在桥壳上的分布及各部位应力的大小，确定桥壳的危险部位，为进一步的优化设计提供依据，并依据试验结果验证有限元分析的正确性。8.期刊论文朱峥涛.丁成辉.ZhuZhengtao.DingChenghui不同厚度驱动桥桥壳有限元分析-现代制造工程2006,(11)利用Solidworks软件在计算机上建立某汽车驱动桥壳3D模型.基于ANSYSWorkbench协同仿真平台,按国家驱动桥壳台架试验的标准,在计算机中模拟某车驱动桥不同厚度桥壳台架试验.分析结果表明,该系列厚度桥壳都具有足够的静强度和刚度,疲劳寿命达到国家标准.9.学位论文林正祥汽车驱动桥桥壳动力特性分析与疲劳寿命预测2009作为汽车的主要承载件和传力件，驱动桥桥壳支撑着汽车的荷重，并将载荷传给车轮。作用在驱动车轮上的牵引力、制动力和侧向力，也是经过桥壳传到悬挂及车架或者车厢上。根据经验和理论研究，引起桥壳破坏的主要原因是由路面不平度引起的冲击力和交变荷载作用下的疲劳失效。由于汽车的行驶工况比较复杂，驱动桥桥壳的强度和动态性能直接影响汽车运行安全，合理地设计桥壳也是提高汽车平顺性和舒适性的重要措施之一。因此，必须对桥壳强度、刚度和动态特性进行力学分析。本文以有限元法分析理论为基础，使用有限元软件ABAQUS和ANSYSWORKBENCH对某中型货车的驱动桥壳进行动力性能分析和疲劳寿命分析。完成了从三维几何建模到有限元分析的整个过程。紧急制动时程分析得出桥壳结构在紧急制动工况下的应力，位移等的时程曲线，以及阻尼和路面滑动附着系数对桥壳承载能力的影响。在桥壳模态分析的基础之上完成了谐响应分析，确定了可能发生共振危害的危险频段，并提出改进意见。在考虑过盈装配接触非线性的基础之上进行疲劳寿命分析，得到了当过盈量分别取0.01mm，0.05mm和0.1mm时的疲劳寿命分布图和应力分布图。对某样车后桥壳的有限元分析结果显示：紧急制动工况下，桥壳内的最大Mises应力小于许用应力值，该桥壳满足强度要求；计算得到了结构在谐荷载作用下的共振频率和动应力曲线，可为桥壳设计提供参考；当半轴套管处过盈量在0.01mm～0.05mm时，桥壳满足中值寿命不低于80万次，最低寿命不低于50万次，符合标准要求，随着过盈量继续增大，桥壳本体过盈装配处成为主要的疲劳破坏危险点。根据桥壳分析结果，建议在桥壳设计制造过程中，采用变截面设计方案，桥壳本体处应力较大区域进行加强，而在应力分布较小区域减小厚度，达到材料的合理利用。过盈量应结合工艺要求，取较小值，以免造成本体疲劳寿命的显著降低。10.学位论文李欣重型货车驱动桥桥壳结构分析及其轻量化研究2006驱动桥桥壳是汽车上重要的承载件和传力件，作为具有广泛应用市场的非断开式驱动桥的桥壳不仅支承汽车重量，将载荷传递给车轮，而且还承受由驱动车轮传递过来的牵引力、制动力、侧向力、垂向力的反力以及反力矩，并经悬架传给车架或车身。并且在汽车行驶过程中，由于道路条件的千变万化，桥壳受到车轮与地面间产生的冲击载荷的影响，可能引起桥壳变形或折断。因此，驱动桥壳应具有足够的强度、刚度和良好的动态特性，合理地设计驱动桥壳也是提高汽车平顺性的重要措施。随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，重型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低，由于与带轮边减速器的驱动桥相比，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性增加，结构简单。因此，未来重型车车桥将由典型的斯太尔双级减速驱动桥向单级桥方向发展。本文正是以新型的10T级的单级减速驱动桥的桥壳为研究对象。本文的重点是：以有限元静态分析、动态分析及机械结构优化设计理论为基础，将CAD软件UG和有限元分析软件ANSYS结合起来，完成了从驱动桥壳三维建模到有限元分析的整个过程，得出了驱动桥壳在四种典型工况下的应力分布和变形结果及它在自由约束状态的前16阶固有频率和振型，计算证明，该桥壳满足强度要求，可以认为它在汽车各种行驶条件下是可靠的，并且不会引起共振。在此基础上，应用ANSYS的优化模块对其进行结构优化，优化结果表明，桥壳质量有了明显的减少，最大等效应力接近许用应力，大大提高了材料的利用率，且应力分布更加合理。其中，本文总结了使用以上软件建立模型及有关分析和优化工况的规范化步骤，以达到提高工作效率的目的，得到了有益于工程实际的结论。研究结果表明，利用CAD建模技术和CAE分析技术可以显著提高汽车驱动桥桥壳的设计水平、缩短设计周期、降低开发成本并提高产品竞争力。该方法具有普遍性，可以为其他类型的驱动桥桥壳的设计和分析