汽车驱动桥壳疲劳寿命分析及结构优化
基于整车动力学仿真的后桥壳疲劳寿命分析与改进
图ｌｏ改进后后桥壳疲劳寿命图
至桥壳断裂，记录损坏时的循环次数和损坏情况。 疲劳试验数据如表２所示。
样品编号
ｌ ２ ３
表２疲劳试验情况
试验负倚／ｋＮ ４２
疲劳寿命／万次 ７０．６
４２
８８．８
４２
８１．６
损坏情况 损坏 损坏 损坏
桥壳中值寿命为８０．３万次。试验结果表明，改 进后的桥壳疲劳寿命满足国标要求。仿真值与试验 值基本上吻合，平均误差为１７．３％。考虑到整车动 力学模型存在一定误差，且计算时没有模拟焊缝的 影响，相应地造成一定的偏差。
Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｒｅａｒ Ａｘｌｅ Ｈｏｕｓｉｎｇ Ｆａｔｉｇｕｅ Ｌｉｆｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
Ｔａｎｇ Ｙｉｎｇｓｈｉｌ，Ｚｈａｎｇ Ｗｕｌ，Ｄｕａｎ Ｘｉｎｌｉｎｌ，Ｌｉ Ｋｅａｎ２＆Ｈｅ Ｊｉｎｊｕｎｌ １．Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｔａｔｅ研Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＡｄｖａｎｃｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｆｏｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ ８０ａｒ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８２；
将后桥壳三维模型导入ＡＮＳＹＳ中，根据其结构 情况进行网格划分，采用三维四节点弹性壳单元 ｓｈｅｌｌ ６３单元进行分网，同时对局部焊接部位进行细 化处理，即直接对焊料建模，反映局部细节的模型。 划分出单元数为１４ ５５１个，节点数为１４ ７８６个，如 图３所示。根据桥壳的材料，取弹性模量为２．１ Ｘ １０“Ｐａ，泊松比为０．３。
４结论
（１）对整车模型进行动力学仿真，得到后桥壳 在危险工况下的受力，对其进行了疲劳寿命分析，分 析结果显示的疲劳破坏危险区域与桥壳在台架试验 时发生开裂的位置一致。
某重型汽车驱动桥壳疲劳寿命分析
某重型汽车驱动桥壳疲劳寿命分析摘要：本文研究了某重型汽车驱动桥壳的疲劳寿命分析问题。
通过有限元模拟和实验验证相结合的方法，对驱动桥壳的应力分布进行了分析，在此基础上建立了疲劳寿命预测模型，并对驱动桥壳的疲劳寿命进行了预测和分析。
研究结果表明，驱动桥壳的疲劳寿命主要受到载荷大小和工作时间的影响，合理的设计和使用能够有效延长驱动桥壳的使用寿命。
关键词：重型汽车、驱动桥壳、疲劳寿命、有限元模拟、预测模型正文：一、引言重型汽车驱动桥作为汽车的重要组成部分，其安全性、稳定性和寿命等方面的问题备受关注。
其中，驱动桥壳作为驱动桥中的重要部件，发挥着机械传动的作用，其疲劳寿命是影响驱动桥性能的关键因素之一。
因此，以疲劳寿命为指标进行设计和使用，具有重要实际意义。
二、有限元模拟本研究采用有限元模拟方法，对驱动桥壳的应力分布进行了分析。
首先，根据实际工况建立驱动桥壳的有限元模型，并进行初始应力计算；其次，考虑到工况的不确定性和复杂性，采用随机载荷的方法对驱动桥壳进行了多次加载，得到驱动桥壳在不同载荷下的应力分布；最后，基于应力分布和材料的力学参数，对驱动桥壳的疲劳寿命进行预测和分析。
三、实验验证为了验证有限元模拟的预测结果，本研究还进行了实验验证。
在实验中，采用疲劳试验机对驱动桥壳进行了多次加载，得到了驱动桥壳的疲劳寿命数据。
通过对比有限元模拟和实验结果，验证了模型的准确性和可靠性。
四、疲劳寿命预测模型本研究根据有限元模拟和实验结果，建立了驱动桥壳的疲劳寿命预测模型。
该模型考虑了载荷大小、工作时间、材料等因素的影响，可以对驱动桥壳的疲劳寿命进行准确预测和分析。
五、结论本研究对某重型汽车驱动桥壳的疲劳寿命进行了预测和分析。
通过有限元模拟和实验验证相结合的方法，建立了疲劳寿命预测模型，可以对驱动桥壳的疲劳寿命进行准确预测和分析。
研究结果表明，驱动桥壳的疲劳寿命主要受到载荷大小和工作时间的影响，合理的设计和使用能够有效延长驱动桥壳的使用寿命。
某轻型汽车后桥壳体疲劳寿命分析
．多厂—１‘ ｌ垃 ｋ一 ｌ ｌ
Ｉ
，
｝－—－７
荔、——心：之
图５桥壳加载时力点和测点位置
在垂直弯曲疲劳试验过程中，先加静载荷，然 后加动载荷至桥壳断裂，记录损坏时的循环次数。 加载２．５倍满载轴荷时桥壳的疲劳寿命如表２所 列。
表２加载２．５倍满载轴荷时桥壳的疲劳寿命
试件编号 循环次数
损坏情况
１
３７７ ２００
４桥壳疲劳寿命分析
４．１疲劳寿命分析方法 在有限元分析基础上对桥壳进行疲劳寿命预
测，计算流程如图６所示。
Ｉ有限幸●一计算ｌ。Ｉ提Ｉ…取姆…结晌钴 …果盟～应击。力斗１｜｜｛
ｌ疲劳损伤载荷谱
．＇
ｌ 单个循环损伤
Ｉ
Ｂｒｏｗｎ—Ｍｉｌｌｅｒ 准则并采用 Ｍｏｒｏｗ平均 应力修正
ｌ 损伤累积理论
，
●
‘
ｌ 桥壳疲劳寿命
３桥壳疲劳寿命试验
３．１桥壳钢板ＢＭ５１０Ｌ疲劳试验 进行静态刚性试验以检验模型载荷和约束的
正确性，按照标准规定，使用应力片进行测量。结果 表明应力在可接受误差范围内，可进行疲劳寿命计 算。
试样的疲劳寿命取决于材料的力学性能和施 加的应力水平。表示５＇ｔ＇ＪＪＤ应力水平和标准试样疲劳 寿命之间关系的曲线称为材料Ｊｓ一Ⅳ曲线，．ｓ一Ⅳ曲线 通过在某一循环特征下对标准试件进行疲劳试验， 以试件的最大应力为纵坐标，以到达破坏的循环次 数为横坐标，表达材料疲劳强度与寿命的关系Ｈ］。
损伤载荷。由于疲劳载荷是等幅载荷，可以直接利用
有限元计算的应力结果，即提取桥壳在２．５倍满载
轴荷下的应力，即图３所示结果。在计算时考虑平均
应力对疲劳寿命的影响，对计算应力谱进行Ｍｏｒｒｏｗ
一３６一 万方数据
驱动桥疲劳可靠性分析与试验方法研究
驱动桥疲劳可靠性分析与试验方法研究摘要：现代车辆驱动桥起到了至关重要的作用，承担着传递动力、转向、支撑整车等多个功能。
然而，由于环境、工况和制造等因素造成的驱动桥疲劳失效会对整车的安全性和可靠性产生负面的影响。
本文针对驱动桥疲劳可靠性的分析与试验方法进行深入研究和探讨，旨在提高驱动桥的安全可靠性。
关键词：驱动桥；疲劳失效；可靠性；试验分析一、引言汽车驱动桥是汽车动力传动装置的一个重要部件，承载着车辆的传动、转向和支撑等多个功能，对整车性能和稳定性具有至关重要的影响。
然而，由于环境、工况和制造等因素，驱动桥的疲劳失效问题时有发生。
因此，对驱动桥的疲劳可靠性进行分析和试验具有非常重要的意义，可以为提高驱动桥的安全可靠性提供理论和实践依据。
二、驱动桥疲劳失效机理及分析驱动桥的疲劳失效是指在重复荷载作用下，构件经历了一定的循环应力，导致构件变形和裂纹成长，最终发生失效的一种现象。
疲劳失效机理主要有以下几个方面：1.应力集中引起的疲劳失效：由于构件的不规则几何形状或载荷作用位置的不合理，导致构件某部位应力集中，从而引起裂纹的萌生和成长。
2.表面和内部缺陷引起的疲劳失效：构件表面和内部存在的缺陷会成为裂纹的原点，从而导致疲劳失效的发生。
3.循环应力作用下的疲劳失效：由于构件长期重复受到循环荷载作用，从而导致构件表面或内部裂纹的扩展，最终发生失效。
针对驱动桥的疲劳失效机理，可以采取有限元分析、应力分析和振动信号分析等方法进行分析和研究。
其中，有限元分析是目前应用比较广泛的一种方法，可以在计算机上建立驱动桥的有限元模型，通过求解模型的应力和位移等物理量，得到驱动桥在复杂工况下的应力、变形、位移等信息，从而对驱动桥的疲劳强度和寿命进行分析预测。
应力分析主要是利用材料力学的原理，对驱动桥的结构和载荷进行分析，确定各个部位的应力水平和应力集中程度，从而寻找构件中可能产生疲劳的部位。
振动信号分析可以通过对驱动桥振动信号的特征提取和分析，对驱动桥在工作状态下的疲劳状况进行评估和预测。
桥壳疲劳寿命计算
《攻克“桥壳疲劳寿命”难题：实验室里的金属持久战》我在汽车零部件研发这行混了好些年了，平日里跟各种金属疙瘩打交道，自认为对它们的“脾气秉性”摸得八九不离十。
可上次碰上桥壳疲劳寿命计算这档子事儿，还是被结结实实地给难住了，那感觉，就像是碰上了一座怎么都跨不过去的“技术大山”。
桥壳，虽说就是汽车底盘上一个不起眼的部件，但它关乎整车安全，要是疲劳寿命算不准，车子跑在路上突然“掉链子”，那后果不堪设想。
好在我身边有阿强、小悠这俩好帮手，虽说一路磕磕绊绊、笑料不断，可我们仨愣是一头扎进这场惊心动魄的“计算大作战”，到现在，实验室里那些仪器嗡嗡作响、大伙抓耳挠腮的场景还跟放电影似的，在我脑袋里循环播放。
那天一大早，项目主管就风风火火地抱着一沓桥壳疲劳寿命计算的资料走进实验室，“啪”地一下拍在桌上，神情严肃得像即将出征的将军，扯着嗓子说：“都给我瞧好了！这次研发的新车桥项目，桥壳可是关键中的关键。
从受力分析到材料特性，再到计算模型搭建，每一步都得精准无误，谁要是出了岔子，数据偏差大了，桥壳扛不住疲劳，车子上路出事故，咱都得吃不了兜着走！上头盯得紧，可别掉链子。
”我瞅着那密密麻麻的资料，捅了捅阿强，小声嘀咕：“这桥壳疲劳寿命计算，听着就像个严厉的监工，事儿又多又复杂，咱能整明白吗？”阿强挠挠头，满不在乎地摆摆手：“怕啥，不就是画画受力图、查查材料参数，动手就是了。
”小悠在旁边轻咳一声，推了推眼镜，一脸郑重：“你想得太简单了，桥壳受力情况复杂着呢，行驶中的震动、颠簸，还有载重变化，少考虑一点，计算结果就谬之千里，得严谨点儿。
”说干就干，第一步就是给桥壳做受力分析。
小悠戴上手套，拿起桥壳模型，像个雕塑家审视作品似的，围着它转圈，眼睛瞪得像铜铃，嘴里还念念有词：“这桥壳各个部位受力得均匀，要是这儿应力集中，跟打了个死结似的，跑不了多久就得裂缝，可别出岔子。
”我在一旁帮忙递工具、记录初步受力情况，时不时叮嘱两句：“慢点儿，别磕坏了模型。
汽车驱动桥壳结构优化分析及轻量化设计
汽车驱动桥壳结构优化分析及轻量化设计张义壮; 冯川; 孙瑞阳【期刊名称】《《机械研究与应用》》【年(卷),期】2019(032)005【总页数】5页(P62-65,69)【关键词】驱动桥壳; 有限元; 轻量化【作者】张义壮; 冯川; 孙瑞阳【作者单位】滨州学院机电工程学院山东滨州 256600【正文语种】中文【中图分类】U463.10 引言驱动桥桥壳作为整车主要的传动和承载构件，其结构性能不仅关乎整车的可靠性与耐久性，还对汽车行进过程中的安全性产生直接影响。
驱动桥在正常工作过程中，桥壳长期受到交变载荷作用，容易产生疲劳破坏[1]。
为了保证行车安全及车辆整体性能，设计时须确保驱动桥壳满足必要的刚度与强度要求，同时也要兼顾经济性与轻量化的需求。
笔者针对汽车驱动桥壳长时间工作后易受力变形，发生断裂的问题，在理论计算的基础上应用ANSYS软件对两种典型工况下桥壳的强度和变形量进行了仿真分析，并根据分析结果提出了轻量化设计思路。
所得结论对汽车驱动桥壳的结构设计及优化处理有积极的指导意义。
1 驱动桥壳有限元模型的建立1.1 三维模型的建立以某型号卡车为研究对象，在SolidWorks中建立驱动桥壳的三维模型，桥壳的参数如表1所示。
表1 后桥桥壳结构参数参数名称数值总长(mm)2116法兰距(mm)1205套管长度(mm)293钢板中心距(mm)930桥壳总质量(kg)193弹性模量(GPa)206屈服极限(MPa)6201.2 有限元模型的建立通过ANSYS有限元分析软件中的接口将已建立的桥壳三维模型导入，并做如下假设和简化处理[2]。
(1) 假设桥壳的材料均匀并为各向同性。
(2) 假设桥壳中各焊接部位的材料特性没有变化。
(3) 假设桥壳半轴轴套和桥壳之间的配合方式为过盈配合。
(4) 忽略进排油口、密封垫以及螺栓孔等细小的特征。
(5) 忽略桥壳上不影响结构的细小附属构件及特征。
(6) 对桥壳中部分圆角及倒角特性简化为直角特征。
汽车驱动桥实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过搭建驱动桥模型，对汽车驱动桥的结构、工作原理及对车辆性能的影响进行深入研究，验证理论知识的正确性，并提高实际操作能力。
二、实验原理汽车驱动桥是汽车传动系统的重要组成部分，其主要功能是将发动机输出的动力传递到车轮，实现车辆的行驶。
驱动桥通常由主减速器、差速器、半轴和桥壳等部件组成。
在实验中，我们将通过搭建驱动桥模型，观察各部件的协同工作，了解驱动桥的工作原理。
三、实验器材1. 驱动桥模型：包括主动轴、从动轴、齿轮、传动轴等。
2. 测量工具：游标卡尺、角度测量仪等。
3. 计算机软件：Matlab、Origin等。
四、实验步骤1. 搭建驱动桥模型：将主动轴、从动轴、齿轮和传动轴等部件按照设计要求组装成驱动桥模型。
2. 观察驱动桥结构：观察各部件的安装位置和连接方式，了解驱动桥的结构特点。
3. 测量齿轮参数：使用游标卡尺和角度测量仪，测量齿轮的直径、宽度、齿数等参数。
4. 分析驱动桥工作原理：观察主动轴转动时，动力如何通过齿轮、差速器、半轴传递到从动轴，进而驱动车轮。
5. 验证驱动桥性能：通过改变齿轮参数、差速器参数等，观察驱动桥的性能变化，分析其对车辆性能的影响。
6. 数据处理与分析：使用Matlab、Origin等软件对实验数据进行处理和分析，得出结论。
五、实验结果与分析1. 驱动桥结构分析：在实验中，我们搭建的驱动桥模型主要由主动轴、从动轴、齿轮、传动轴等部件组成。
主动轴通过齿轮与从动轴连接，实现动力传递。
差速器用于实现两侧车轮的差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向。
2. 齿轮参数对驱动桥性能的影响：在实验中，我们改变了齿轮的直径和齿数，观察驱动桥的性能变化。
结果表明，增大齿轮直径可以增大驱动桥的传动比，提高车辆的爬坡能力；增大齿轮齿数可以减小齿轮的转速，降低驱动桥的噪音。
3. 差速器参数对驱动桥性能的影响：在实验中，我们改变了差速器的齿数和宽度，观察驱动桥的性能变化。
驱动桥桥壳的疲劳寿命分析
驱动桥桥壳的疲劳寿命分析李妮妮;袁文强;吴袁生;王秋敏【摘要】介绍一种结合台架试验和有限元仿真分析车桥疲劳寿命的方法.针对某型号车桥,先采用伺服疲劳系统对车桥壳进行疲劳耐久试验,再采用有限元分析软件按照疲劳试验的参数对该车桥进行仿真分析.通过对比分析两种方法的结果,建立有限元分析与台架试验之间的关联,能够为车桥的开发提供准确可靠的参考依据.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】3页(P77-79)【关键词】车桥壳;疲劳试验;仿真【作者】李妮妮;袁文强;吴袁生;王秋敏【作者单位】广州机械科学研究院有限公司,广东广州510700;广州机械科学研究院有限公司,广东广州510700;广州机械科学研究院有限公司,广东广州510700;广州机械科学研究院有限公司,广东广州510700【正文语种】中文【中图分类】U4630 引言按照静强度和刚度准则设计的零件，在小于其强度的载荷往复作用下也会突然地断裂。
从19世纪中期开始，人们才逐渐认识这一现象，发展至今，对其机制也并未完全掌握。
大多数机械结构和零部件都在循环载荷下工作，往复循环的载荷会使满足刚度强度的零件逐渐产生裂纹直至突然断裂，即为机械疲劳现象。
机械疲劳是机械结构和零部件的主要破坏形式，据统计有50%～90%的机械失效都源于疲劳破坏[1]。
疲劳寿命分析就是通过分析机械构件在其工作周期内的载荷、应力、结构、材料特性和扩展机制等来确定设计中存在的问题并估算产品工作寿命的过程。
对零件的疲劳寿命研究主要有两种方法：一种方法是疲劳耐久台架试验，模拟使用工况对零件样品施加载荷，统计零件的疲劳寿命、破坏形式和破坏位置等信息；另一种是计算分析的方法，采用有限元软件，结合零件的载荷、材料特性、结构和表面质量等因素，分析零件的疲劳寿命和失效位置。
疲劳试验结果准确但是耗时长、成本高。
相比而言仿真分析则简单许多，但是由于零件疲劳涉及的影响因素众多，仿真分析往往很难合理设置各个影响因素的大小，一旦将各个影响因素设置正确后，仿真分析可以很方便地得出分析结果，进而对零件做出优化，进行部分结构改进后依然能采用仿真结果。
重型货车驱动桥桥壳结构分析及其轻量化研究
重型货车驱动桥桥壳结构分析及其轻量化研究一、本文概述随着全球经济的不断发展和贸易活动的日益频繁，重型货车作为物流运输的重要工具，其性能和效率的提升成为了行业关注的焦点。
作为货车关键部件之一，驱动桥桥壳的结构设计和轻量化研究对于提高货车的承载能力和燃油经济性具有重要意义。
本文旨在深入分析重型货车驱动桥桥壳的结构特点，探讨其受力特性和优化设计方案，并在此基础上研究轻量化技术在桥壳结构中的应用，以期达到提高货车性能、降低能耗和减少环境污染的目的。
文章首先将对重型货车驱动桥桥壳的基本结构进行概述，介绍其常见的材料、制造工艺以及结构形式。
随后，通过有限元分析等数值计算方法，对桥壳在不同工况下的受力状态进行详细分析，揭示其应力分布规律和失效模式。
在此基础上，结合结构优化设计理论，提出改进桥壳结构的方案，以提高其承载能力和耐久性。
接下来，文章将重点探讨轻量化技术在重型货车驱动桥桥壳结构中的应用。
通过对比分析不同轻量化材料的性能特点，研究其在桥壳结构中的适用性。
结合先进的制造工艺和结构设计理念，探索实现桥壳结构轻量化的有效途径。
通过对比分析轻量化前后的桥壳性能变化，评估轻量化技术在实际应用中的效果和潜力。
文章将对重型货车驱动桥桥壳结构分析和轻量化研究的成果进行总结，并展望未来的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，旨在为重型货车的设计和制造提供有益的参考和指导，推动物流运输行业的可持续发展。
二、重型货车驱动桥桥壳结构分析重型货车驱动桥桥壳作为车辆动力传递和承载的关键部件，其结构设计对于整车的性能和使用寿命具有至关重要的影响。
桥壳的主要功能是支撑车轮和差速器，并传递来自发动机和传动轴的扭矩，因此，其必须具备足够的强度和刚度，以承受复杂多变的工作环境和载荷条件。
桥壳的结构通常分为整体式和分段式两种类型。
整体式桥壳具有较高的结构刚性和强度，适用于承载要求较高的重型货车。
分段式桥壳则通过分段设计，实现了桥壳的轻量化，同时在一定程度上降低了制造成本。
商用车驱动桥桥壳强度及疲劳寿命分析
第6期(总第163期)2010年12月机械工程与自动化M ECHA N ICAL EN GI NEER IN G & AU T O M A T IO N N o.6Dec.文章编号:1672-6413(2010)06-0050-03商用车驱动桥桥壳强度及疲劳寿命分析*高 翔1,徐安健2,程 阔1,陈仕刚2,万鑫铭1(1.中国汽车工程研究院汽车产品研发中心,重庆 400039; 2.上汽依维柯红岩商用车有限公司,重庆 401122)摘要:驱动桥桥壳是汽车主要的承载件和传力件,其主要损伤形式是在交变载荷下发生疲劳失效。
通过建立商用车驱动桥的有限元模型,在试验工况和路面工况下进行强度和疲劳寿命分析,查找出易发生破坏的位置,并验证该驱动桥桥壳强度和疲劳寿命可以满足设计要求。
关键词:桥壳;有限元法;应力;疲劳寿命中图分类号:U 463.218+.5 文献标识码:A*重庆市科委基金资助项目(C ST C ,2008AB 6097)收稿日期:2010-04-29;修回日期:2010-07-28作者简介:高翔(1983-),男,陕西宝鸡人,助理工程师,本科。
0 引言驱动桥桥壳是汽车主要的承载件和传力件,是主减速器、差速器和半轴等的装配基体,其主要功能是支承汽车重量,并承受由车轮传来的路面反力及反力矩,并经悬架传给车架或车身,其性能直接影响运输车辆的安全性和可靠性,要求其具有足够的强度和刚度且质量小,从而提高汽车行驶的平顺性。
本文参考QC /T 534-1999汽车驱动桥台架试验评价指标、QC /T 533-1999汽车驱动桥台架试验方法、GB/T 4970-1996汽车平顺性随机输入行驶试验方法,在试验和路面两种工况下,对驱动桥桥壳进行静强度分析,并在此基础上,完成桥壳的疲劳寿命分析,验证该驱动桥桥壳强度和疲劳寿命是否满足设计要求。
1 有限元模型的建立图1为驱动桥桥壳有限元模型,共有865483个单元、196042个节点。
某驱动桥壳疲劳寿命分析研究
某驱动桥壳疲劳寿命分析研究单峰;朱俊虎【摘要】Based on the modal analysis theory and the occurred fatigue damage of certain axle housing , the finite element model and virtual prototype model are established in the environment of Adams software to make the fatigue life simulation analysis of the axle housing .The research result shows that the axle housing structure meets the requirements of stiffness and strength and within certain frequency range , the fatigue damage and life of axle housing are similar in the condition of the same load but different frequency , which meets the requirements of the life design .Besides , the fatigue life and damage can be analyzed by the prediction of hypermesh , which has guiding significance for the optimization and improvement of axle housing .%依据模态分析理论，针对出现疲劳损伤的某型桥壳，建立桥壳的有限元模型以及Adams环境下的虚拟样机模型，对桥壳进行疲劳寿命仿真分析。
基于强度及疲劳分析的轻卡驱动后桥壳优化
14 技术纵横轻型汽车技术2020(7)基于强度及疲劳分析的轻卡驱动后桥壳优化沈磊赵魏维程志刚田静铅(南京汽车集团有限公司汽车工程研究院）摘要：本文基于Hyperworks软件对某轻型卡车驱动后桥壳总成进行建模及 强度分析，并基于nCode软件对其进行疲劳寿命预估,根据强度分析结果及疲劳寿命预估结果，对设计中存在的结构问题进行改进，并通过疲劳试验对优化方案进行验证，确定了优化方案的合理性。
关键词：后桥壳总成强度分析疲劳寿命领估试验验证1引言在轻型卡车中，后桥壳总成是指用于安装主减速器、半轴等零件，也可以支撑汽车的重力，将车轮上的各种作用力通过悬架系传给车架或车身的构件，主要包括后桥壳、减壳、桥壳盖、板簧座、轴头及制动器安装法兰。
根据国家标准《GBW 534-1999汽车驱动桥台架试验评价指标》要求，驱动桥桥壳需要满足垂直弯曲疲劳试验评价指 标，即试验数据遵循对数正态分布（或韦布尔分 布），取其中疲劳寿命不低于80万次，试验样品中 最低寿命不得低于50万次。
在后桥壳总成设计初 期，需要对其静强度进行校核，使其满足一定的强 度要求，才可以进行垂直弯曲疲劳试验，否则，疲 劳试验难以通过，将大大提高试验成本。
2后桥壳总成的强度分析及疲劳寿命预估2.1模型建立本文基于Hyperworks软件中的Hypermesh模 块对后桥壳总成进行模型建立，根据桥壳厚度尺 寸8mm，将桥壳基本尺寸控制在3nmi，单元类型图1后桥壳总成网格模型选择四面体二阶单元，如图1所示，网格总数量为 1026134。
这样既能保证分析结果的准确度，又可 以控制网格的数量，不至于网格太多而引起计算 资源的紧张。
桥壳材料选用Qste420TM,其屈服强 度为420MPa,抗拉强度为480MPa。
轴头选用45 号钢。
2.2 强度分析及疲劳寿命预估在对后桥壳总成进行强度分析时，需要参考 《G B A T533-1999汽车驱动桥台架试验方法》要求，对桥壳进行边界条件设置，在hypermesh中，在左 右侧车轮约束位置分别建立RBE2单元，对左侧 RBE2单元整车坐标系下12356自由度进行约束，对右侧RBE2单元整车坐标系下1356方向自由 度进行约束。
某重型汽车驱动桥壳疲劳寿命分析
某重型汽车驱动桥壳疲劳寿命分析
石冰云
【期刊名称】《重型汽车》
【年(卷),期】2012(000)001
【摘要】1引言rn驱动桥壳是汽车的主要承载部件之一,尤其是重型汽车,超载多,车辆行驶工况复杂,在实际行驶中,桥壳因长期受到交变载荷的作用,容易发生疲劳破坏,而疲劳破坏往往是在没有明显预兆的情况下突然发生的,易造成严重事故.因此,驱动桥壳除具有刚度和良好的动态特性之外,还必须具有足够的疲劳强度.为了检验这一项设计目标往往需要反复的疲劳试验,试验费用相当昂贵,因此,通过CAE模拟仿真计算来指导和部分取代试验工作成为桥壳疲劳研究的一种必然趋势.
【总页数】2页(P13-14)
【作者】石冰云
【作者单位】中国重汽集团技术发展中心
【正文语种】中文
【相关文献】
1.某驱动桥壳疲劳寿命分析研究 [J], 单峰;朱俊虎
2.微型汽车驱动桥壳强度及疲劳寿命分析 [J], 胡分平;徐文涛;蒋小波
3.汽车驱动桥壳疲劳寿命分析 [J], 林建国
4.汽车驱动桥壳疲劳寿命分析 [J], 林建国;
5.基于田间实测载荷的拖拉机转向驱动桥壳疲劳寿命分析 [J], 赵雪彦;张青岳;温昌凯;尹宜勇;宋正河
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
关于对汽车后桥动力特性及疲劳寿命进行有限元分析的具体方法
关于对汽车后桥动力特性及疲劳寿命进行有限元分析的具体方法【摘要】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有限元力学分析。
【关键字】汽车驱动桥桥壳；有限元法；动力时程分析；疲劳寿命分析有限元方法或有限元分析，是求取复杂微分方程近似解的一种非常有效的工具，是现代数字化科技的一种重要基础性原理。
严格来说，有限元分析必须包含三个方面：（1）有限元方法的基本数学力学原理；（2）基于原理所形成的实用软件；（3）使用时的计算机硬件。
现代一般的个人计算机都能满足第（2）、（3）方面的要求；因此，本人将着重讲解在计算机上进行的有限元分析的具体方法，将通过汽车后桥强度进行有限元分析的实例来阐述有限元分析的基本原理，并强调原理的工程背景和物理概念；基于软件SolidWorks平台来系统演示基于有限元原理的解析方法和过程；通过该平台来展示具体应用有限元方法的建模过程。
随着计算机技术的飞速发展，基于有限元方法原理的软件大量出现，并在实际工程中发挥了愈来愈重要的作用；本文只采用软件SolidWorks平台进行有限元分析。
在计算机上进行有限元分析具有这几个特点：优点___容易组织，花费少，周期短，成功率高；缺点___分析过程较复杂，对计算机配置及分析人员要求高。
下面就对有限元分析方法进行具体的讲解.在实际的工程设计中往往需要进行多次的力学分析、优化修改才能完成；所以一个结构件的设计过程就主要包括：力学分析、状态诊断以及优化改进这几个方面。
对于不同的材料，由于它的承载破坏的机理不同，需要采用针对性的强度判断准则。
下面给出常用的几种强度准则。
一个问题具体应采用何种准则，应根据材料的受力状态、环境要求、设计要求，甚至还需要通过实验来确定。
（1）最大拉应力准则：若材料发生脆性断裂失效，其原因是材料内所承受的最大拉应力达到了所能承受的极限。
驱动桥疲劳可靠性分析与评估
利用有限元等方法对桥壳、轴承、齿轮等关 键部件的应力分布进行分析，确定应力集中 部位和应力水平。
疲劳寿命预测
安全评估
根据材料疲劳性能试验和应力分析结果，利 用疲劳可靠性分析方法预测关键部件的疲劳 寿命。
对驱动桥进行安全评估，评估其在预期使用 年限内的可靠性，提出改进措施和建议。
02
驱动桥可靠性模型建立
基于应力-强度干涉模型的可靠性分析
应力-强度干涉模型
该模型用于描述结构在给定应力或载荷作用下的 可靠性，通过分析应力、强度及其分布，计算结 构的可靠性。
强度分析
对驱动桥的材料和结构进行强度分析，获取关键 部位的强度分布。
应力分析
对驱动桥进行应力分析，获取关键部位的应力分 布。
可靠性计算
结合应力分析和强度分析的结果，利用应力-强度 干涉模型计算驱动桥的可靠性。
轴承失效
02
轴承在长期使用过程中，由于润滑不良、异物侵入、过载等原
因导致轴承磨损、烧伤、破裂等失效形式。
齿轮磨损
03
齿轮在啮合过程中，由于齿面摩擦、润滑不良等原因导致齿轮
磨损，影响传动效率和使用寿命。
驱动桥疲劳强度评估
材料疲劳强度试验
应力分析
对桥壳、轴承、齿轮等关键部件的材料进 疲劳强度试验，获取材料疲劳性能参数。
对钢板弹簧销轴部位进 行圆角处理，以减少应 力集中；
在销轴部位涂抹耐磨涂 层，以增加其耐磨性和 使用寿命；
加强车辆使用过程中的 维护和保养，定期检查 驱动桥的使用状况，及 时发现和处理潜在的安 全隐患。
THANKS
感谢观看
有限元分析
疲劳分析
可靠性评估
收集该型号驱动桥的相关技术资 料、使用记录和维修记录等，对 其断裂部位进行宏观和微观检查 ，了解其断裂特征和原因。
桥梁结构中的疲劳寿命评估与延长
桥梁结构中的疲劳寿命评估与延长桥梁作为交通运输的重要构筑物，承载着车辆和行人的重量，承受着巨大的力量和荷载。
然而，随着时间的流逝和频繁的使用，桥梁结构将遇到疲劳问题，这对其安全性和寿命造成了威胁。
因此，疲劳寿命评估与延长成为了保障桥梁安全和延长使用寿命的关键课题之一。
疲劳寿命评估是指通过对桥梁结构在长期使用过程中受到的荷载和应力的分析，预测和评估其在特定时段内的寿命。
为了准确评估桥梁的疲劳寿命，需要考虑材料的疲劳性能、荷载特性、结构形式和施工质量等多个因素。
其中，材料的疲劳性能是决定疲劳寿命的关键因素之一。
钢材常被用于桥梁结构中，因其具有较高的强度和良好的可塑性。
然而，钢材在长时间使用过程中容易产生微裂纹，这将导致桥梁结构的疲劳破坏。
为了延长钢材的疲劳寿命，一种常见的方法是进行表面处理，如喷涂抗腐蚀涂层和防锈处理。
这样不仅可以延缓钢材的腐蚀速度，减少裂纹的产生，还可以提高桥梁结构的寿命。
此外，及时的维护也是延长桥梁疲劳寿命的重要环节。
随着桥梁的使用时间增加，结构中的裂缝和缺陷会逐渐增多。
因此，对桥梁结构定期进行检测和维护，及时修补和更换损坏的部件，可以避免小问题变成大问题，延长桥梁的使用寿命。
此外，桥梁结构设计中的疲劳寿命评估也应该得到足够的重视。
合理的结构设计可以使桥梁在受到荷载作用时分布更均匀，减小疲劳应力的集中程度，从而延长桥梁的使用寿命。
例如，采用悬臂梁结构时，可以通过合理设置吊杆和减振器来减少疲劳应力。
此外，考虑到荷载特性和交通流量规模，选择合适的桥梁类型和支座形式也是重要的疲劳寿命评估因素之一。
除了疲劳寿命评估外，延长桥梁结构的使用寿命也需要采取相应的措施。
一个常见的方法是加强桥梁结构的维护和保养。
例如，定期清洁桥面和排水系统，及时处理结构表面的损坏，保持桥梁结构的良好状态。
此外，随着科学技术的进步，一些新型材料和技术也被用于桥梁建设中，以提高其抗疲劳性能和延长使用寿命。
总之，桥梁结构中的疲劳寿命评估与延长是保障桥梁安全和延长使用寿命的重要课题。