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1、第52卷第10期V01．52No．10農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2014年10月0ctober2014重型牽引車驅(qū)動橋殼的有限元分析王超，李強(qiáng)，邵方f230009安徽省合肥市合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院)[摘要]通過對所建立的有限元模型進(jìn)行4種典型工況下的靜力分析，得到驅(qū)動橋殼的最大應(yīng)力和應(yīng)變值及其分布情況。然后對驅(qū)動橋殼進(jìn)行了臺架試驗，驗證了建立的驅(qū)動橋殼有限元模型與實際情況符合，精度滿足基本要求。最后為得到驅(qū)動橋殼的振動特性進(jìn)行了自由模態(tài)分析。分析結(jié)果表明，該驅(qū)動橋殼具有良好的強(qiáng)度、剛度和動態(tài)特性。[關(guān)鍵詞]驅(qū)動橋殼
2、；結(jié)構(gòu)分析；臺架試驗；模態(tài)分析[中圖分類號]U463．218+．5[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號]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引言重型牽引車多系三軸或四軸，有前、后兩個懸架系統(tǒng)，由后兩軸驅(qū)動或者前、后軸共同驅(qū)動。驅(qū)動橋殼是汽車懸架的重要組成部分，在行駛過程中，其受力情況非常復(fù)雜，驅(qū)動橋殼應(yīng)該具有良好的強(qiáng)度、剛度和振動特性嘲。近年來，CAE在各領(lǐng)域越來越被重視，有限元分析已成為汽車研發(fā)過程中必不可少的一部分[4]。有限元
5、分析時運(yùn)用實驗方法驗證所建模型的準(zhǔn)確非常必要，這對結(jié)果的準(zhǔn)確性有很大影響[5]。本文運(yùn)用Hypermesh建立了某重型牽引車的后驅(qū)動橋殼的有限元模型，確定加載和約束等邊界條件后，在Optistruct中進(jìn)行典型工況下的應(yīng)力和位移分析計算，通過臺架試驗，驗證了模型的精度。為了解該橋殼的動態(tài)特性，對驅(qū)動橋殼在自由模態(tài)下進(jìn)行了分析。1驅(qū)動橋殼有限元建模及分析1．1有限元模型建立本文中研究的是12噸級整體焊接式驅(qū)動橋殼，在保證橋殼模型實際結(jié)構(gòu)的各項力學(xué)特眭的收稿日期：2014—06—24修回日期：2014—09—03前提下，對其進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮喕?，其材料力學(xué)特性見表1。在實際建立模型時只提取了驅(qū)動橋殼中
6、段模型和軸頭模型，見圖1。建立模型時主要采用八節(jié)點(diǎn)六面體單元，劃分后總計有158796個單元，205940個節(jié)點(diǎn)，見圖2。表1驅(qū)動橋殼材料力學(xué)特性參數(shù)Tab．1Themechanicalcharacteristicparametersofdriveaxle圖1簡化后驅(qū)動橋殼幾何模型圖Fig．1Thediagramofsimplifieddriveaxlegeometry圖2驅(qū)動橋殼網(wǎng)格劃分效果圖Fig．2Meshgenerationonfiniteelementmodelofdriveaxlehousing第52卷第10期王超等：重型牽引車驅(qū)動橋殼的有限元分析431．2典型工況分析1_2_1沖
7、擊載荷工況分析約束橋殼左側(cè)板簧位置沿y軸和z軸方向的平動自由度及沿x軸方向的轉(zhuǎn)動自由度，右側(cè)板簧位置沿x軸、y軸和z軸方向平動自由度和沿x軸方向轉(zhuǎn)動自由度，同時在左右軸頭輪距處施加沖擊載荷工況下的垂向反力。此時，驅(qū)動橋殼垂向載荷通常取為滿載靜止時所承載荷的2．5倍，此時，驅(qū)動橋左、右車輪所承受的垂向負(fù)荷EhE：為胙Ez=爭勝11300×9．8×}×2．5=69212．5N式中：G?！獫M載時中、后
