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汽车驱动桥桥壳强度与模态的有限元分析

发布于:2016-08-13 22:18
有限元分析

      驱动桥作为汽车四大总成之一,因位于动力传动系的末端,工作时它的受载情形相当复杂:在承受减速器、差速器和半轴等零部件重量的同时,同从动桥一起支承车架及其上的各总成质量;行驶时,还要承受由车轮产生的牵引力、制动力、侧向力、垂向力并经悬架传给车架。因此对驱动桥的关键零件桥壳设计提出了严格要求,即满足强度和刚度的要求基础上,应使其结构型式尽可能便于制造、拆装和调整。驱动桥桥壳分为整体式桥壳、分段式桥壳、组合式桥壳B类。整体式桥壳因具有较大的强度和刚度,且便于主减速器的装配、调整和检修,在各类汽车上得到了广泛使用。但是由于其形状复杂,因此应力求解和振动分析比较困难。查阅有关汽车设计文献,驱动桥桥壳的传统设计方法有图解法、实验法分析模型简化法。这些设计方法都存在一定的缺陷。
      近年来,许多研究人员利用有限元分析方法对桥壳进行了设计计算及优化。因此将以某汽车上使用的整体式桥壳为研究对象,对其进行结构强度和模态有限元分析App是融合结构、热、流体、电磁、声学于一体的有限元App。有限元法是一种采用计算机求解结构静、动态力知识题的数值解法。由于有限元法具有精度高、适应性较强和计算格式规范等各种优点,故在短短几年间已广泛应用于机械、航空宇航、汽车、船舶、土木、核工业及海洋工程等各个领域,已成为机械产品设计中一种重要的分析工具。
      随着现代计算机技术的发展和软、硬件环境的不断提高,高档计算机和工作站的逐步普及,为的推广应用创造了良好的条件,并展示出更为广阔的工程应用前景企业开发的新一代协同仿真环境,如图所示。它能直接读入各种App的零件模型,并在其统一环境中实现任模型装配和分析。整合相同或不同App模型数据得到分析用的模型库,这些模型库保留中的设计参数,并通过连接技术实现与的App之间的共享,其优点是任何和人员对设计的改变都马上反映到对方App环境中,从而实现设计与仿真的同步协同的协同开发环境可以很好地实现对设计、仿真分析和试验的协同和管理,使设计人员、分析人员以及试验人员甚至管理人员能够实现在同一个平台上同时工作和交流协同。在同一平台下,不仅实现对各软硬件以及数据等资源的合,各部门的不同设计、分析和试验人员实现协同研发、数据共享与交换,而且极大地提高了设计研发的效率和管理水平。
      驱动桥桥壳工作受力情况复杂,而车辆的行驶条件,如道路情况、气候条件及车辆的行驶状态等又是千变万化的,因此在设计过程中必须对桥壳的应力、变形、危险部位的应力、振动情况等进行计算和校核。有限元法已广泛应用到驱动桥桥壳设计中,通过对驱动桥桥壳的有限元计算,既可以分析驱动桥桥壳的强度及模态等情况,也可以比较各种设计方案,在满足强度和刚度要求的条件下,为结构的优化设计提出可行的措施和建议。

 
                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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