基于ANSYS Workbench的牵引车后桥桥壳动态特性分析

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基于Ansys／Workbench的冲压驱动桥桥壳工艺分析

驱动桥壳片的有限元建模
１）驱动桥壳片的三维模型桥壳的热成型兼具弯曲，冲压变形特点，需要首先建立有限元模型。在ＵＧ三维软件中建立桥壳热冲压成型的板料毛胚模型。在建立几何模型时，在保持力学性能不变情况下，对桥壳片结构进行简化：①去除对桥壳结构影响较小的圆孔；②简化一些不等厚的结构之间的过渡
［收稿日期］２０１３ — ０５ — １ｏ［基金项目］安徽省高校自然科学重点研究项目（２ｏ１３ＫＪＡ０１２５）；安徽省科技攻关重点项目（１１０１Ｃ０６０３０４４）。［作者简介］汪志国（１９８８一），男，硕士生，现主要从事现代汽车设计与方法方面的研究工作。［通讯作者］郑泉（１９７１一），女，博士，教授，硕士生导师，现主要从事测量工程方面的教学与研究工作；Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｑｕａｎ
基于Ａｎｓｙｓ／Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ的冲压驱动桥桥壳工艺分析
汪志国，郑泉，王亮（安徽农业大学工学院，安徽合肥２３００３６）
［摘要］传统冲压工序生产驱动桥桥壳片出现桥壳片翘曲现象，是驱动桥桥壳焊接质量不高的一个主要因素。以某款冲压成型的桥壳片上翘３ａｍ量为例，基于有限元软件进行了桥壳片压平分析，得出了ｒ

基于ANSYS的桥式起重机动态分析

钢丝绳绕组的刚度
间法（ｕｓａｅ对桥架结构进行模态分析时，Ｓｂｐｃ）取其
［稿日期］２１一Ｏ — １收０２４５［者简介］李欣灿（９２，，江西萍乡人，汉科技大学讲师，究方向为车辆及工程机械的设计与检测维修作１６一）男武研
已知某２０ｔ０Ｉ桥式起重机是一种经常启动、０ ×２ＩＴ
座）分别施加、３个方向的约束（铰接处）、北和ｚ两个方向的约束（铰接处）在非司机室端相南，
同位置分别施加、２方向的约束（铰接处）个北和
［键词］桥式起重机；态分析；ＡＹ关动ＮＳＳ［图分类号］ＴＨ２８中１［献标识码］文：Ａ
现代社会化大生产中，要求起重机尽可能地增大起重量，高稳定运动的速度，提缩短启、动时间．制
２０
湖北工业大学学
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２１０２年第４期
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制动和进行复杂耦合运动的弹性（械结构）统，机系工作过程中将会对桥架结构产生强烈地冲击和振
动，引起较大的动态应力，产生动载荷，导致桥架结构的破坏．起重机进行动态分析，仅是起重机动对不态设计的一个重要组成部分，而且也是起重机结构设计的关键所在．重机的动态分析揭示了起重机起

基于catia与ansys的汽车驱动桥壳有限元分析

基于catia与ansys的汽车驱动桥壳有限元分析汽车驱动桥壳是汽车传动系统中不可或缺的部件，是汽车传动系统性能和可靠性的关键指标。

因此，对于汽车驱动桥壳的强度、刚度及疲劳性能的精确分析和预测具有重要意义。

近年来，有限元分析技术在汽车驱动桥壳分析领域得到广泛应用，可以有效获取整个汽车驱动桥壳的力学特性，为企业的产品质量提供有力支持。

本文基于Catia与Ansys有限元软件，采用节点法建立了汽车驱动桥壳模型，然后分析了汽车驱动桥壳的材料特性和结构特性。

首先，利用热处理工艺处理汽车驱动桥壳的材料，然后采用Catia 软件建立汽车驱动桥壳的有限元模型，并将材料参数和结构参数以及节点位置等信息导入模型，进而利用Ansys有限元分析软件对汽车驱动桥壳的力学特性进行分析。

在节点法的有限元有限元模型建立上，利用柔性节点、支座节点和悬臂梁元素，能够精确反映汽车驱动桥壳模型，解决汽车驱动桥壳实体模型中存在的几何复杂度和渐近问题。

有限元分析中，施加静载荷和动载荷分析，并利用应力平均值计算汽车驱动桥壳的材料强度指标，同时利用许用应力与应力最大值的比值判断汽车驱动桥壳的有效性。

为了更准确地提高汽车驱动桥壳的精度，本文采用KG分类结构网格方法，实现了粗模型与细模型的转换，即能够精确模拟实体模型中存在的几何非线性和材料非线性，从而得到准确无误的汽车驱动桥壳分析结果。

分析结果表明，汽车驱动桥壳模型的强度和刚度满足了汽车传动系统的要求，疲劳性能达到国家规定的明确要求，从而证明了本文提出的有限元分析方法是有效的、可行的。

本文以Catia与Ansys有限元软件建立汽车驱动桥壳有限元模型，并利用精细结构网格及求解器分析了汽车驱动桥壳的强度、刚度及疲劳性能，得出了较为准确的力学特性结果。

因此，本文提出的基于Catia与Ansys有限元分析技术具有较好的实用性，可以为汽车驱动桥壳相关产品的质量提供可靠的研究支持。

在未来的应用中，可以进一步改进有限元分析软件的计算精度，以满足不断提高的产品强度要求，并利用多因素及多组分的设计方法，研究设计新型汽车驱动桥壳的结构和性能。

基于ANSYS Workbench的驱动桥壳模态分析

作者简介：源，福建龙岩人，谢男，工程师、讲师，主要研究方向：机械设计及制造。
１２
无阻尼自由振动方程计算结构的固有特性，由式
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汽车的安全性和可靠性具有重要的意义。【２－】＿
２冲焊桥壳的有限元分析模型
图１桥壳有限元分析模型
３模态分析理论
冲焊桥壳是一个复杂的焊接结构，实际模型在
的基础上建立正确的有限元模型。是正确进行有限元分析的前提条件。因此在建立冲焊桥壳有限元模型时，既要如实反映桥壳实际结构的重要力学特性，又要尽量采用较少的单元和简单的单元形态。
刚度矩阵；Ｐｆｌ｛（）为激振力向量；菇ｆ｝｛￡）｛（）、（）、
度和模态，为桥壳的结构设计提出可行的措施。由于驱动桥壳的结构形状极为复杂。而有限元软件的几何建模功能相当有限，以方便地对其建难模。因此，本文采用Ｓｌｗｒｓｏｄｏｋ对桥壳进行三维建ｉ模，然后通过ＡＳＳＷｏｋｅｃ入接１读入实ＮＹｒｂｎｈ输：３
车桥是车辆重要的承载件和传力件。它起支撑车辆荷重、动力传导到驱动轮上的作用。车辆将是
上各种复杂力的集合点。传统的结构设计多是基于静力分析的结果。照相应的强度理论进行的。但按

某重型车驱动桥后桥壳疲劳强度分析

某重型车驱动桥后桥壳疲劳强度分析针对重型驱动桥桥壳在截面形状过渡处容易产生裂纹甚至断裂的问题，首先用proe对某重型车驱动桥桥壳结构进行几何建模，并基于ANSYS workbench对其进行几何模型简化，完成有限元模型的建立。

根据重型车的实际工作状况对有限元模型施加脉冲动态载荷仿真得出其疲劳特性云图，观察分析桥壳不同位置疲劳寿命情况，为桥壳的结构设计提供参考。

标签：驱动桥桥壳；疲劳强度；ANSYS workbench1 概述驱动桥位于汽车传动系统末端，是汽车总成中的主要承载件和传力件。

在一般的汽车结构中，用于支承并保护主减速器、差速器和半轴等并将发动机发出的扭矩和转速传递到左、右驱动轮。

其使用频繁，故障率较高，生产质量和性能直接影响到车辆的整体性能和有效使用寿命。

因此，桥壳必须具有足够的强度、刚度、良好的动态特性和疲劳寿命。

2 有限元模型的建立根据桥壳的CAD 图纸，用Pro/E 建立了三維几何模型如图1所示，为了使有限元模型既能反应实物的重要性能特征，又要实现划分网格简便并减少单元数量，从而保证较高的计算精度并相应的减少计算量，对桥壳的某些特征进行了简化，得到有限元模型如图2所示。

3 桥壳疲劳强度分析驱动桥桥壳的疲劳损伤属于低应力高周疲劳，利用ANSYS后处理中的Fatigue模块可以有效精确的对驱动桥壳的疲劳损伤进行分析与仿真。

在驱动桥的静力分析的理论基础上采用弹塑性假设和Miner疲劳累积损伤法则得出桥壳模型的疲劳寿命循环次数和最小安全系数，达到预测驱动桥的疲劳寿命的目的。

文章桥壳本体所用的材料为ZG25Mn，正火处理。

其疲劳性能参数如表1所示。

由结构静力分析可知，汽车在不平路面冲击载荷作用下后桥壳的等效应力最大，因此在不平路面冲击载荷作用工况下对桥壳进行疲劳分析。

在workbench中输入疲劳强度降低因子，采用古德曼法修正平均应力对构件疲劳强度的影响。

根据重型车的实际工作状况，对桥壳施加脉冲载荷，即施加的最大载荷是使桥壳产生最大应力时所受的载荷，最小的载荷为零。

汽车驱动桥壳静动态有限元分析

汽车驱动桥壳静动态有限元分析高伟;宋萌【摘要】利用catia软件建立了某货车驱动桥壳三维模型,运用有限元分析的方法,在ANSYS Workbench软件中建立了驱动桥壳的有限元模型,分析了驱动桥壳在四种典型工况下的结构强度.并对桥壳进行了模态分析,计算了在自由状态下的前12阶固有频率和振型.分析结果表明,桥壳的强度满足设计的要求,具有较好的抗振性.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2011(000)009【总页数】5页(P42-45,57)【关键词】驱动桥壳;有限元分析;强度;模态【作者】高伟;宋萌【作者单位】湖北汽车工业学院汽车工程系,湖北十堰442002;湖北汽车工业学院汽车工程系,湖北十堰442002【正文语种】中文【中图分类】U463.218+.5作为主减速器、差速器和半轴的装配基体，驱动桥壳是汽车的主要承载件和传力件，它的使用寿命直接影响汽车的有效使用寿命，合理地设计驱动桥壳，使其具有足够的强度、刚度和良好的动态特性，减少桥壳的质量，有利于降低动载荷，提高汽车行驶平顺性和舒适性［1］。

因此，对驱动桥壳进行应力、变形以及振动等情况进行有限元分析具有重要的意义。

本文运用有限元分析的方法，在ANSYS Workbench软件中建立了某货车驱动桥壳的有限元模型，分析了驱动桥壳在最大垂向力、最大牵引力、最大制动力和最大侧向力四种典型工况下静态受力和变形，并对桥壳进行了模态分析，研究了桥壳的固有频率和振型为桥壳的设计制造提供参考和指导。

驱动桥壳在实际使用中的载荷工况比较复杂，行驶中承受的力有垂直力、水平力和侧向力，静力分析中主要的载荷工况如下：1）最大垂向力工况此工况为汽车满载并通过不平路面，受冲击载荷的工况，这时不考虑侧向力和切向力。

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［2］。

基于ANSYS Workbench的传动轴静动态特性分析

基于ANSYS Workbench的传动轴静动态特性分析鄢强;邓祥丰;吴明春;宋慧瑾;陈代玉【摘要】为掌握传动轴在工作中的具体情况,以某型号传动轴作为研究对象,运用SolidWorks软件对传动轴进行三维建模.通过导入ANSYS Workbench软件中进行有限元分析,基于结构振动方程理论,研究其在工作情况下静应力变形情况、多阶模态振频的大小、激振力作用下的动力响应特征以及疲劳破坏的损耗程度.结果表明,传动轴的结构能满足正常工作条件下的要求.静动态分析对改进传动轴的结构、提高汽车的运动效率、规避工作频率引起的振动等均有重要的意义.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】4页(P37-40)【关键词】传动轴;静应力;模态振频;响应特征;疲劳破坏【作者】鄢强;邓祥丰;吴明春;宋慧瑾;陈代玉【作者单位】成都大学机械工程学院;成都大学机械工程学院;成都大学机械工程学院;成都大学机械工程学院;成都大学机械工程学院【正文语种】中文传动轴是拖拉机重要的组成零部件，主要将变速器的转矩传递到驱动桥上。

由于传动轴在工作中主要起传递运动和转矩的作用，受到扭转、剪切、拉压等交变应力的影响，其工作情况也变得复杂。

传动轴的破坏形式主要有疲劳断裂和轴颈磨损[1]。

根据国外的统计，机械零件的破坏中，实际有50%～90%为疲劳破坏[2]，因此文章讨论疲劳断裂这一种形态。

为了能够清楚掌握传动轴在工作中的具体情况，了解其结构性能，文章通过三维软件SolidWorks 建模，然后将其导入ANSYS Workbench 中对SWP 型无伸缩双法兰十字轴式万向联轴器的传动轴进行分析，模拟其在工作时的运动状态，分析应力的分布、模态振频的大小以及疲劳薄弱位置[3]，根据传动轴的寿命云图和实际工况来验证传动轴的可靠性，同时也为传动轴的设计结构改进提供参考。

1 传动轴的基本参数1.1 传动轴三维模型的建立文章所研究的农用拖拉机传动轴主要由两端法兰盘、十字轴及中间轴等组成。

ANSYS WORKBENCH在桥壳失效原因分析中的应用

ANSYSWORKBENCH在桥壳失效原因分析中的应用作者：辽宁曙光汽车集团郭迎春来源：AI汽车制造业辽宁曙光汽车集团股份有限公司研制生产的65型驱动桥，是为国内主机厂配套的主要车桥产品，在研制之初台架试验时，发现同一批次的产品疲劳寿命相差很大，有近一半样件不能满足疲劳寿命要求，出现早期断裂现象。

为找到失效原因，在对失效样桥断口进行分析后，初步判断可能是由于焊接质量不高，导致局部缺陷而影响了整桥寿命。

为验证这一初步分析结论，并为后续装车实验、产品定型和批量生产工艺改进提供理论指导，我们利用ANSYS-WORKBENCH软件中的接触功能对该桥的不同焊接质量进行了有限元模拟分析。

国内外汽车驱动桥桥壳分析的研究和发展概况汽车的驱动桥位于传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右驱动车轮，并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。

在一般的汽车结构中，驱动桥包括桥壳、差速器、驱动车轮的传动装置及主减速器等部件。

驱动桥桥壳是汽车上的重要零部件之一，而非断开式驱动桥的桥壳又同时起着支承汽车荷重的作用，并将载荷传给车轮。

在汽车行使过程中，桥壳承受着复杂的载荷作用，作用驱动车轮上的牵引力、制动力、侧向力和垂向力也是经过桥壳传到悬挂及车架或车厢上。

因此桥壳既是承载件又是主要的传力件，同时它又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置（如半轴）的外壳，设计时必须考虑在动载荷下桥壳有足够的强度和刚度。

对于驱动桥桥壳这样几何形状与组成、加工工艺与工序等都比较复杂的机械零部件，由于受载后的应力分布，疲劳性能一般不太容易通过标准试件的试验得到，理论计算也难以把各种工艺条件等都反映在其分析模型中。

因此，在它们的制造过程中，为了保证一些关键工艺的质量（如冲压质量、焊接质量等），往往规定要定期从生产线中随机抽取样品进行实物桥壳的垂直弯曲刚度、弯曲静强度、疲劳等一系列试验。

基于ANSYSWorkbench_省略_车驱动桥壳强度分析与疲劳寿命预测_王筱冬

文章编号：１００４－２５３９（２０１４）０７－０１２２－０５基于ＡＮＳＹＳ　Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ某型半挂车驱动桥壳强度分析与疲劳寿命预测王筱冬（榆林学院能源工程学院，　陕西榆林　７１９０００）摘要　为了完善和改进半挂车驱动桥的运行和工作特性，以半挂车驱动桥桥壳为研究对象，针对半挂车驱动车桥在行驶过程中断裂和疲劳现象以及实际台架试验对企业研发成本影响问题，通过建立虚拟台架试验平台进行试验分析及实际组合工况特征分析，建立半挂车驱动桥的性能评价体系，研究分别在标准台架试验条件下和实际组合工况条件下驱动桥壳的应力、变形及寿命变化规律。

分析结果表明：在标准台架试验条件下，该型产品性能满足台架试验要求；在实际组合工况下，该型产品应力、变形参数仍满足台架试验评价指标及材料使用特性；对该桥壳进行疲劳寿命分析后得到产品的安全系数及疲劳寿命满足企业要求；通过与实际样件台架试验结果对比分析后得到模拟台架试验与实际工况分析对企业的产品研发具有指导意义。

关键词　半挂车　驱动桥壳　有限元　疲劳寿命Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｆａｔｉｇｕｅ　Ｌｉｆｅ　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　Ｓｅｍｉ－ｔｒａｉｌｅｒＤｒｉｖｅ　Ａｘｌｅ　Ｈｏｕｓｉｎｇ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＡＮＳＹＳ　ＷｏｒｋｂｅｎｃｈＷａｎｇ　Ｘｉａｏｄｏｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙｕｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｕｌｉｎ　７１９０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｏ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｓｔｕｄｙ　ｓｅｍｉ－ｔｒａｉｌｅｒ　ｄｒｉｖｅ　ａｘｌｅ　ｈｏｕｓｉｎｇ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ－ｔｉｃｓ，ｔａｋｉｎｇ　ｓｅｍｉ－ｔｒａｉｌｅｒ　ａｘｌｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｂｊｅｃｔ，ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｆａｔｉｇｕｅ　ｐｈｅｎｏｍｅｎａ　ｏｆ　ｄｒｉｖｉｎｇａｘｌｅ　ｔｒａｉｌｅｒ　ｉｎ　ｍｏｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ａｃｔｕａｌ　ｂｅｎｃｈ　ｔｅｓｔ　ｏｎ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　ｒｅ－ｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｃｏｓｔｓ，ｂｙ　ｃｒｅａｔｉｎｇ　ａ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｔｅｓｔ　ｂｅｎｃｈ，ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ａｃｔｕａｌ　ｃｏｍｂｉｎｅｗｏｒｋｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｒｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ，ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｓｅｍｉ－ｔｒａｉｌｅｒ　ａｘｌｅ　ｉｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅ　ｌａｗ　ｏｆ　ｄｒｉｖｅ　ａｘｌｅ　ｈｏｕｓｉｎｇ　ｓｔｒｅｓｓ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｌｉｆｅ　ｕｎｄｅｒｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｃｏｍｂｉｎｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｂｅｎｃｈ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｉｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ　ｔｈａｔ，ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｂｅｎｃｈ　ｔｅｓｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅ－ｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｂｅｎｃｈ，ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｉｓ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｓｔｒｅｓｓ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｔｉｌｌ　ｓａｔｉｓｆｙ　ｔｈｅ　ｂｅｎｃｈ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｔｈｅ　ｆａｔｉｇｕｅ　ｌｉｆｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｘｌｅ　ｈｏｕｓｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ａｆｔｅｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｆａｃｔｏｒ　ａｎｄ　ｆａｔｉｇｕｅ　ｌｉｆｅ　ｍｅｅｔ　ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｓａｍｐｌｅ　ｂｅｎｃｈ　ｔｅｓｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄｂｙ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｂｅｎｃｈ　ｔｅｓｔ，ｉｔ　ｈａｓ　ｇｕｉｄｉｎｇ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｓｅｍｉ－ｔｒａｉｌｅｒ　Ｄｒｉｖｅ　ａｘｌｅ　ｈｏｕｓｉｎｇ　Ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　Ｆａｔｉｇｕｅ　ｌｉｆｅ０　引言驱动桥壳作为半挂车驱动桥壳系统上的主要零件，承载汽车行驶和静止时的载荷与地面对桥壳的激励及力矩，此外，主减速器、差速器、半轴都安装于桥壳之中，桥壳的工作特性直接决定了驱动桥系统的传动特性。

基于Ansys Workbench的桥式起重机双梁桥架有限元分析

解等。结果表明，该双梁桥架结构在不同工况下的垂直静挠度、等效应力值和一阶模态的固有频率值均满足桥式起重机设计规范的要求，为进一步进行桥架主端梁结构的优化和作业时避免发生共振现象提供了参考依据。关键词：桥式起重机；双粱桥架；结构；有限元；分析中图分类号：ＴＨ２１５文献标识码：Ａ文章编号：１００１— ０７８５（２０１５）０７— ００４４— ０５
ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ二三维软件进行实体建模并进一步导入ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ进行有限元分析。采取不同工况对桥架进行结
构静力学及动力学分析，得出满载小车分别位于桥架跨中和跨端时的位移变形云图、等效应力云图及模态分析
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｒｄｇｅ；ｄｏｕｂｌｅ — ｇｉｒｄｅｒｂｒｉｄｇｅ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ；ａｎａｌｙｓｉｓ
ｔｉｃｓａｎｄｄｉｍｅｎｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｂｉｒｄｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｎｅｐｈｏｇｒａｍ，ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｒｅｓｓｎｅｐｈｏ —
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅ３１．５ｍｄｏｕｂｌｅ — ｇｉｒｄｅｒｂｒｉｄｇｅｃｒａｎｅｗｅｉｇｈｉｎｇ８０／３０ｔ，ｐｅｒｆｏｒｍｓｓｏｌｉｄｍｏｄｅｌｉｎｇｗｉｔｈＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓｔｈｒｅｅ－・ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌａｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｓｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈｂａｓｅｄｌｓ－－

基于ANSYS Workbench的牵引车后桥桥壳动态特性分析

基于ANSYS Workbench的牵引车后桥桥壳动态特性分析保万全; 袁照丹; 李士杰; 范春利; 宁雪松; 王久成; 王泽华【期刊名称】《《汽车实用技术》》【年(卷),期】2019(000)018【总页数】4页(P123-126)【关键词】后桥桥壳; 共振频率; 模态分析; 谐响应分析; 整车道路试验【作者】保万全; 袁照丹; 李士杰; 范春利; 宁雪松; 王久成; 王泽华【作者单位】一汽解放汽车有限公司商用车开发院吉林长春 130011; 一汽集团研发总院吉林长春 130011【正文语种】中文【中图分类】U463驱动桥作为汽车动力总成系统和承载系统的重要组成部分，在整车行驶过程中，桥壳始终承受复杂的交变载荷[1]。

驱动桥是汽车振动噪声的主要来源之一，其振动噪声水平对评价汽车舒适性起着至关重要的作用，对驱动桥桥壳进行模态分析，判断其在使用过程中是否会发生共振，有助于识别振动引起的噪声。

本文使用有限元分析方法，对后桥桥壳进行了固有频率分析和研究，同时对模态分析结果和道路试验结果进行了对比分析。

本文研究的后桥桥壳是由桥壳本体、加强圈、后盖、轴头和支架五部分组成。

针对后桥桥壳的复杂形状，在保证后桥桥壳主体结构和几何尺寸准确的前提下，对后桥桥壳三维模型进行了简化，简化桥壳中受力小且又不容易引起形状变化的结构[2]，对焊接部位进行了模拟填充，以提高网格划分质量，在Creo中建立的后桥桥壳物理模型如图1所示。

后桥桥壳有限元模型是由Creo中建立的物理模型导入Workbench生成的，导入物理模型后对其进行了必要的检查和修改，主要是为了防止模型失真和再次简化模型，删除了油位孔、放油孔、通气塞、部分圆角和倒角等。

在网格划分时桥壳本体、加强圈、后盖和轴头以六面体网格为主、支架以四面体网格为主，这样既能节省运算时间又能保证计算精度。

后桥桥壳有限元模型如图2所示，其材料属性定义如表1所示。

通过对后桥桥壳的模态分析可以了解到桥壳在不同频率下的振动特性。

基于ansys的汽车驱动桥壳有限元分析

基于ansys的汽车驱动桥壳有限元分析摘要：建立了基于 ANSYS 的汽车驱动桥壳的参数化有限元模型，在最大垂向力工况下对桥壳进行静力分析，得到桥壳的应力和位移分布规律。

对桥壳进行模态分析，得到桥壳1至6 阶固有振动频率。

最后采用目标驱动优化方法对桥壳进行以轻量化为目标的优化。

有限元分析和试验验证结果表明，优化后桥壳轻量化效果明显，应力与变形符合要求。

关键词：驱动桥壳；静力分析；模态分析；疲劳寿命；优化前言汽车轻量化是实现节能减排的重要手段和方法，汽车轻量化实质上是零部件轻量化。

一方面节约原材料，降低生产成本；另一方面降低燃油消耗，减少排放。

目前国内对汽车零部件的设计已经从主要依靠经验逐渐发展到应用有限元方法进行强度计算和分析阶段。

只有结构优化方法能够解决汽车生产过程中的高性能、低成本与轻量化的矛盾。

驱动桥壳是汽车的主要承载件和传力件，作为主减速器、差速器和半轴的装配基体，并将载荷传给车轮。

作用在驱动车轮上的牵引力、制动力和横向力，也是经过桥壳传到悬挂及车架或车厢上的。

因此，驱动桥壳的使用寿命直接影响汽车的有效使用寿命。

本文中采用有限元法对威铃轻型货车后驱动桥壳（假定为整体成形桥壳，非冲焊桥壳，忽略焊接的影响）在最大垂向力工况下进行强度刚度校核，模态分析，在此基础上进行疲劳寿命预测，找出驱动桥壳的潜在危险位置。

在保证满足桥壳强度刚度的条件下，对桥壳进行优化，实现桥壳轻量化。

最后对轻量化的结果进行模拟验证，从而确定了较合理的设计方案，由此提高了产品性能，节省了材料，提高了驱动桥壳的设计水平，减少了实际试验研究的费用和时间，为企业对桥壳改进和新产品开发提供理论指导。

1 最大垂向力工况静力分析对4. 5t 江淮威铃轻型货车桥壳进行静力分析，桥壳尺寸参数如下：壁厚8mm，轮距1600mm，板簧距890mm。

在ANSYS DesignModeler中建立参数化模型（壁厚为设计变量），在保证有限元分析精度的条件下，忽略一些无关紧要的结构，如放油孔、加油孔和螺栓孔等，保留对有限元分析有影响的部分，如凸包、固定环、轴头和钢板弹簧座等，建立实体模型；导入ANSYS Workbench后划分网格（无需定义单元类型），施加载荷和约束，求解后得到桥壳的mises应力分布云图和等效位移分布云图。

基于ANSYS的载重货车驱动桥壳的有限元分析

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。计算证明，该桥壳满足强度要求，以可
认为它在汽车各种行驶条件下是可靠的。在此基础上，可以应用ＡＳＳ的优化模块对其进行结构优ＮＹ
图１驱动桥桥壳几何模型
３驱动桥桥壳有限元模型的建立
将在ＣＴＡ建立的驱动桥壳的三维模型，存ＡＩ另
为ｍｏｅ格式文件，后导人到ＡＳＳ中，择Ｔｔｄｌ然ＮＹ选ｅ
化，能大大提高材料的利用率，且应力分布更加合
理。实验表明该方法能大大缩短生产周期，于产品对的开发和改进具有非常重要的意义。本文将对解放
— —
地面对驱动车轮的制动力，大制动力大小为：最
Ｂ＝Ｇｍ ’ ／ ‘２Ｄ
式中
Ｂ —— 地面对驱动车轮的最大制动力Ｇ —— 汽车满载静止于水平路面时驱动桥给
地面的载荷，７８０为８８Ｎ
图２驱动桥桥壳有限元模型
以及有限元法的飞速发展为驱动桥壳结构性能的计算分析带来了新的革命。驱动桥壳是汽车的重要承载件和传力件，非断
开式驱动桥壳支承汽车重量，将载荷传给车轮。并作用在驱动车轮上的牵引力、动力、向力、向力制侧垂也是经过桥壳传到悬挂及车架或车厢上。因此，动驱
中的地方。所建实体模型如图１示。所

基于CATIA与ANSYS的汽车驱动桥壳有限元分析

进，然后把改进后的桥壳拿去试验，对它进行试生产。试生产导致生产周期变长，生产成本增加。本文选了某重型货车驱动桥壳进行研究，对桥壳进行有限元分析，选取－：－￣ｅｅ典型工况对驱动桥壳模型进行静力
．５倍动载荷，这种状况下桥壳只承受最大垂向力。的情况下，对桥壳做如下简化： ① 桥壳结构中带有圆倒角施加２施加的载荷大小为：的部分全部看作是直角，这样做可以有利于网格的划分ｉ ⑦ 把桥壳结构中那些不利于建模和有限元分析的几何特
速器、差速器、半轴的基体，是汽车的主要承载件。驱动桥
不仅要承受车轮传递过给它的路面反力和反力矩，还要把这些力通过悬架传递给车架，只要汽车行驶，驱动桥就会
工作，驱动桥壳就会受力。桥壳的传统设计方法都是类比法：把要设计的桥壳和现实已经有的桥壳进行类比，在现有的桥壳基础上进行改
位移变形量从凸包处往两边逐渐减／Ｊ＼，变形量最大定义桥壳模型单元类型为ｓｏｌｉｄ１８６；ｓｎ１ａｎｓｉｚｅ选择４，包处，．９５ｍｍ，可以算出轮矩每米的变形量为０．９５／１．８３：网格划分成功后，生成３９９１２个节点，２１５３３个单元，如图值为０

基于ANSYS Workbench车辆驱动桥桥壳的虚拟设计

基于ANSYS Workbench车辆驱动桥桥壳的虚拟设计栾祥
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2012(000)012
【摘要】利用UG建模软件建立简化的汽车驱动桥壳的三维几何模型,并将其导入ANSYSWorkbench分析软件,通过选择合适的单元类型以进行网格划分,为后续分析提供有限元模型.利用分析软件对车辆驱动桥桥壳进行静刚度、静强度、模态特性的分析.通过计算得到相应的应力与变形分布情况,结果显示桥壳满足强度和刚度的要求;且桥壳不会因路面的激励而产生共振,桥壳结构设计合理.车辆驱动桥桥壳具有足够的刚度、强度及抗震性,对今后新产品的开发和优化设计提供了重要的参考依据.
【总页数】3页(P214-216)
【作者】栾祥
【作者单位】沈阳职业技术学院,沈阳110045
【正文语种】中文
【中图分类】TH16
【相关文献】
1.基于ANSYS Workbench载货汽车驱动桥壳的静力学分析 [J], 董二婷;白宁山
2.基于Ansys Workbench的汽车驱动桥壳分析与优化 [J], 钟云耀
3.基于Ansys Workbench 的汽车驱动桥壳分析与优化 [J], 钟云耀;
4.基于ANSYS Workbench的汽车驱动桥壳有限元分析 [J], 王曼
5.基于ANSYS Workbench的驱动桥壳动力学特性仿真与分析 [J], 张兰生;李杨;徐超;江京亮
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基于ANSYS的汽车驱动桥壳的有限元分析

基于ANSYS的汽车驱动桥壳的有限元分析有限元法是一种在工程分析中常用的解决复杂问题的近似数值分析方法，以其在机械结构强度和刚度分析方面具有较高的计算精度而得到普遍应用，特别是在材料应力、应变的线性范围更是如此。

在汽车设计领域，无论是车身、车架的计算仿真，还是发动机的曲轴以及传动系统的计算均使用到该方法。

有限元分析最基本的研究方法就是“结构离散→单元分析→整体求解”的过程。

经过近50年的发展，有限元法的理论日趋完善，已经开发出了一批通用和专用的有限元软件。

ANSYS是当前国际上流行的有限元分析软件，广泛地应用于各行各业，是一种通用程序，可以用它进行所有行业的几乎任何类型的有限元分析，如汽车、宇航、铁路、机械和电子等行业。

ANSYS软件将实体建模、系统组装、有限元前后处理、有限元求解和系统动态分析等集成一体，最大限度地满足工程设计分析的需要。

通过结合ANSYS软件，能高效准确地建立分析构件的三维实体模型，自动生成有限元网格，建立相应的约束及载荷工况，并自动进行有限元求解，对模态分析计算结果进行图形显示和结果输出，对结构的动态特性作出评价。

它包括结构分析、模态分析、磁场分析、热分析和多物理场分析等众多功能模块。

汽车驱动桥壳是汽车上的主要承载构件之一，其作用主要有：支撑并保护主减速器、差速器和半轴等，使左右驱动车轮的轴向相对位置固定；同从动桥一起支撑车架及其上的各总成质量；汽车行驶时，承受由车轮传来的路面反作用力和力矩并经悬架传给车架等。

驱动桥壳应有足够的强度和刚度且质量小，并便于主减速器的拆装和调整。

由于桥壳的尺寸和质量比较大，制造较困难，故其结构型式应在满足使用要求的前提下应尽可能便于制造。

驱动桥壳分为整体式桥壳，分段式桥壳和组合式桥壳三类。

整体式桥壳具有较大的强度和刚度，且便于主减速器的装配、调整和维修，因此普遍应用于各类汽车上。

但是由于其形状复杂，因此应力计算比较困难。

根据汽车设计理论，驱动桥壳的常规设计方法是将桥壳看成一个简支梁并校核几种典型计算工况下某些特定断面的最大应力值，然后考虑一个安全系数来确定工作应力，这种设计方法有很多局限性。

基于CATIA和ANSYS的货车驱动桥壳有限元分析

NODAL SOLUTION STEP=1 SUB=1 TIME=1 AVG） USUM （ RSYS=0 DMX=0.669 451 SMX=0.669 451 图2 0 0.148 767 0.297 534 0.446 301 0.595 067
2
2.1
有限元分析
导入三维模型点击 file/Import/CATIA，选择 CATIA 保存的
参考文献
[1] 陈家瑞. 汽车构造：下册[M]. 北京：机械工业出版社，2009：117-118. [2] 高翔，徐安健，程阔，等 . 商用车驱动桥桥壳强度及疲劳寿命分析 [J]. 机械工程与自动化，2010 （ 12）：50-52. [4] 羊玢，孙庆鸿，王睿，等. 基于参数化的车辆驱动桥壳动态优化设计[J]. 汽车技术，2005 （ 5）：23-25，34. （收稿日期：2012-08-05）
2 [2] 3 5 [2] 5 3
0.074 383 0.223 150 0.371 917 0.520 684 位移量 /mm 驱动桥壳的位移图
2.8.2
应力分析选择 General Postproc/Plot Results/Contour Plot/Nodal
Solu 完成应力分析，如图 3 所示。从图 3 可以看出，驱动桥半轴套筒与轮毂内轴承的接触面处应力最大为 418 MPa，小于半轴套筒材料的屈服强度 785 MPa，符合半轴套筒的强度要求。对于桥壳本体而言，在桥壳和凸缘连接处应力最大为 186 MPa，小于桥壳本体材料 25Mn 的屈服强度 295 MPa，符合桥壳的强度要求。
NODAL SOLUTION STEP=1 SUB=1 TIME=1 SINT 0.465×108 0.139×109 0.232×109 0.325×109 0.418×109 DMX=0.669 451 3.348 0.929×108 0.186×109 0.279×109 0.372×109 SMN=3.348 SMX=0.418×109 图3 应力/Pa 驱动桥壳的应力图 (AVG)

基于ANSYS Workbench的汽车驱动桥壳力学分析

基于ANSYS Workbench的汽车驱动桥壳力学分析0 引言汽车驱动桥壳是汽车动力传动系统的重要组成部分，承载着发动机的扭矩和轮胎的载荷，同时又要保持稳定的转速和转矩输出，承受复杂的动态荷载和静态荷载，因此其结构设计和强度分析对于汽车的性能和安全至关重要。

汽车驱动桥壳有限元分析是汽车工程领域中的一个重要研究方向。

该技术可以通过数值模拟和分析，为汽车设计和制造提供可靠的理论基础和实验依据，从而提高汽车的性能和可靠性。

研究结果表明，优化设计后的驱动桥壳在强度和刚度方面得到了明显提升，可以满足汽车高速行驶时的需求。

研究汽车驱动桥壳的结构和性能并改进设计方案，改进设计后的驱动桥壳在强度和刚度方面得到了明显提升。

对汽车驱动桥壳进行研究，并进行了优化设计，优化设计后驱动桥壳在强度和刚度方面得到了明显提升。

综上所述，汽车驱动桥壳有限元分析是汽车工程领域中的一个重要研究方向。

通过有限元分析的方法，可以研究汽车驱动桥壳的结构和性能，并进行强度和结构优化设计，从而提高汽车的性能和可靠性。

1 驱动桥壳的四种典型工况驱动桥壳在汽车行驶过程中会遇到多种工况，主要包括四种工况：纵向加速、制动、弯曲和扭转。

下面是这四种工况下驱动桥壳的受力分析：1.最大牵引力工况：在汽车加速过程中，驱动桥壳承受发动机输出扭矩的作用，导致桥壳产生弯曲和剪切应力，同时还要承受轮胎的向后反作用力和悬挂系统的反弹力，产生轴向拉伸和剪切应力。

2.最人制动力工况：在汽车制动过程中，驱动桥壳承受制动器的反作用力和轮胎的向前反作用力，导致桥壳产生弯曲和剪切应力，同时还要承受车身的惯性力和悬挂系统的反弹力，产生轴向压缩和剪切应力。

3.最大垂向力工况：在汽车行驶过程中，驱动桥壳承受路面不平度和转向力的作用，导致桥壳产生弯曲应力，同时还要承受轮胎的载荷和悬挂系统的反弹力，产生轴向拉伸和压缩应力。

4.最大侧向力工况：在汽车行驶过程中，驱动桥壳承受发动机和车轮的扭矩作用，导致桥壳产生扭转应力，同时还要承受轮胎的载荷和悬挂系统的反弹力，产生轴向拉伸和压缩应力。