重型牵引车驱动桥壳的有限元分析.pdf

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1、第52卷第10期V01．52No．10农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2014年10月0ctober2014重型牵引车驱动桥壳的有限元分析王超，李强，邵方f230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院)[摘要]通过对所建立的有限元模型进行4种典型工况下的静力分析，得到驱动桥壳的最大应力和应变值及其分布情况。然后对驱动桥壳进行了台架试验，验证了建立的驱动桥壳有限元模型与实际情况符合，精度满足基本要求。最后为得到驱动桥壳的振动特性进行了自由模态分析。分析结果表明，该驱动桥壳具有良好的强度、刚度和动态特性。[关键词]驱动桥壳

2、；结构分析；台架试验；模态分析[中图分类号]U463．218+．5[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2014)10—0042—05TheDrivingAxleHousingofHeavyTractorBasedonFEAWangChao，LiQiang，ShaoFang(SchoolofMachineryandAutomotiveEngineering，HefeiUniversity-ofTechnology-，HefeiCity，AnhuiProvince230009，China)[Abstract]Thenlaxilnuinstressandstrainofdriveaxle

3、anditsdistributionwereobtainedthroughstaticanalysistothefiniteelementmodelatfburupicalworkingconditions．Thenitwasverifiedthatthefiniteelementmodelbuiltwasinlinewiththeactualsituationonthebenchtestandtheaccuracynleetsthebasicrequirenmnts．Finally，thefreemodalanalysisofdriveaxlehousingwascamedout．There

4、suhsofanalysisshowthattheaxlehousinghashighstrength，rigidity-anddynamiccharacteristics．[Keywords]drivingaxle；structuralanalysis；benchtest；modelanalysis0引言重型牵引车多系三轴或四轴，有前、后两个悬架系统，由后两轴驱动或者前、后轴共同驱动。驱动桥壳是汽车悬架的重要组成部分，在行驶过程中，其受力情况非常复杂，驱动桥壳应该具有良好的强度、刚度和振动特性嘲。近年来，CAE在各领域越来越被重视，有限元分析已成为汽车研发过程中必不可少的一部分[4]。有限元

5、分析时运用实验方法验证所建模型的准确非常必要，这对结果的准确性有很大影响[5]。本文运用Hypermesh建立了某重型牵引车的后驱动桥壳的有限元模型，确定加载和约束等边界条件后，在Optistruct中进行典型工况下的应力和位移分析计算，通过台架试验，验证了模型的精度。为了解该桥壳的动态特性，对驱动桥壳在自由模态下进行了分析。1驱动桥壳有限元建模及分析1．1有限元模型建立本文中研究的是12吨级整体焊接式驱动桥壳，在保证桥壳模型实际结构的各项力学特眭的收稿日期：2014—06—24修回日期：2014—09—03前提下，对其进行了适当的简化，其材料力学特性见表1。在实际建立模型时只提取了驱动桥壳中

6、段模型和轴头模型，见图1。建立模型时主要采用八节点六面体单元，划分后总计有158796个单元，205940个节点，见图2。表1驱动桥壳材料力学特性参数Tab．1Themechanicalcharacteristicparametersofdriveaxle图1简化后驱动桥壳几何模型图Fig．1Thediagramofsimplifieddriveaxlegeometry图2驱动桥壳网格划分效果图Fig．2Meshgenerationonfiniteelementmodelofdriveaxlehousing第52卷第10期王超等：重型牵引车驱动桥壳的有限元分析431．2典型工况分析1_2_1冲

7、击载荷工况分析约束桥壳左侧板簧位置沿y轴和z轴方向的平动自由度及沿x轴方向的转动自由度，右侧板簧位置沿x轴、y轴和z轴方向平动自由度和沿x轴方向转动自由度，同时在左右轴头轮距处施加冲击载荷工况下的垂向反力。此时，驱动桥壳垂向载荷通常取为满载静止时所承载荷的2．5倍，此时，驱动桥左、右车轮所承受的垂向负荷EhE：为胙Ez=争胜11300×9．8×}×2．5=69212．5N式中：G。——满载时中、后