重型货车驱动桥桥壳结构分析及其轻量化研究

发布时间：2017-03-17 23:02

  本文关键词：重型货车驱动桥桥壳结构分析及其轻量化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：驱动桥桥壳是汽车上重要的承载件和传力件,作为具有广泛应用市场的非断开式驱动桥的桥壳不仅支承汽车重量,将载荷传递给车轮,而且还承受由驱动车轮传递过来的牵引力、制动力、侧向力、垂向力的反力以及反力矩,并经悬架传给车架或车身。并且在汽车行驶过程中,由于道路条件的千变万化,桥壳受到车轮与地面间产生的冲击载荷的影响,可能引起桥壳变形或折断。因此,驱动桥壳应具有足够的强度、刚度和良好的动态特性,合理地设计驱动桥壳也是提高汽车平顺性的重要措施。 随着公路状况的改善,特别是高速公路的迅猛发展,重型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低,由于与带轮边减速器的驱动桥相比,单级减速驱动桥机械传动效率提高,易损件减少,可靠性增加,结构简单。因此,未来重型车车桥将由典型的斯太尔双级减速驱动桥向单级桥方向发展。本文正是以新型的10T级的单级减速驱动桥的桥壳为研究对象。 本文的重点是:以有限元静态分析、动态分析及机械结构优化设计理论为基础,将CAD软件UG和有限元分析软件ANSYS结合起来,完成了从驱动桥壳三维建模到有限元分析的整个过程,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及它在自由约束状态的前16阶固有频率和振型,计算证明,该桥壳满足强度要求,可以认为它在汽车各种行驶条件下是可靠的,并且不会引起共振。在此基础上,应用ANSYS的优化模块对其进行结构优化,优化结果表明,桥壳质量有了明显的减少,最大等效应力接近许用应力,大大提高了材料的利用率,且应力分布更加合理。其中,本文总结了使用以上软件建立模型及有关分析和优化工况的规范化步骤,以达到提高工作效率的目的,得到了有益于工程实际的结论。 研究结果表明,利用CAD建模技术和CAE分析技术可以显著提高汽车驱动桥桥壳的设计水平、缩短设计周期、降低开发成本并提高产品竞争力。该方法具有普遍性,可以为其他类型的驱动桥桥壳的设计和分析提供借鉴和参考。
【关键词】：驱动桥桥壳 ANSYS 静力分析 模态分析 结构优化
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U463.218
【目录】：

• 内容摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 引言8-13
• 1.1 研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 课题的提出和研究内容11-13
• 1.3.1 课题的提出11-12
• 1.3.2 课题的研究内容12-13
• 第2章 理论基础13-26
• 2.1 有限元法介绍13-19
• 2.1.1 有限元法概述13-14
• 2.1.2 有限元法基本思想及分析过程14-16
• 2.1.3 有限元法分析的特点及流程16-19
• 2.2 机械结构优化设计理论19-26
• 2.2.1 机械优化设计理论概述19-20
• 2.2.2 机械优化设计的数学模型20-23
• 2.2.3 机械优化设计问题的基本解法23-24
• 2.2.4 机械优化设计的一般过程24-26
• 第3章 驱动桥桥壳几何模型的建立26-37
• 3.1 UG软件的介绍26-29
• 3.1.1 UG概述26-27
• 3.1.2 UG的主要模块27-29
• 3.1.3 UG建模的优点29
• 3.2 驱动桥桥壳几何模型的建立29-36
• 3.2.1 几何建模的技巧及模型的简化29-33
• 3.2.2 驱动桥桥壳几何模型的建立33-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 驱动桥桥壳有限元模型的建立37-45
• 4.1 有限元分析软件ANSYS介绍37-39
• 4.1.1 ANSYS概述37
• 4.1.2 ANSYS的主要模块及功能37-38
• 4.1.3 ANSYS的主要技术特点38-39
• 4.2 驱动桥桥壳有限元计算模型的建立39-44
• 4.2.1 桥壳模型的生成39-44
• 4.3 本章小结44-45
• 第5章 驱动桥桥壳结构性能的有限元分析45-59
• 5.1 驱动桥桥壳设计中应用的有限元法45-47
• 5.1.1 驱动桥桥壳设计分析概述45-46
• 5.1.2 有限元法在驱动桥桥壳设计分析中的应用46-47
• 5.2 驱动桥桥壳的静力分析47-54
• 5.2.1 桥壳静力分析的典型工况47-48
• 5.2.2 载荷与约束处理48-50
• 5.2.3 各工况下桥壳的静力分析50-54
• 5.3 驱动桥桥壳的模态分析54-58
• 5.3.1 桥壳的有限元模型建立54-55
• 5.3.2 ANSYS模态分析方法简介55-56
• 5.3.3 模态分析56-58
• 5.4 使用ANSYS遇到的问题及处理58
• 5.5 本章小结58-59
• 第6章 驱动桥桥壳的结构优化设计59-75
• 6.1 ANSYS优化设计介绍59-65
• 6.1.1 ANSYS优化设计的相关概念59-62
• 6.1.2 ANSYS优化设计的过程与步骤62-64
• 6.1.2 ANSYS优化设计的收敛准则64-65
• 6.2 驱动桥桥壳结构优化65-73
• 6.2.1 驱动桥桥壳优化的数学模型65-67
• 6.2.2 驱动桥桥壳结构优化设计流程67-68
• 6.2.3 驱动桥桥壳结构优化的实现68-73
• 6.3 几点体会73-74
• 6.4 本章小结74-75
• 第7章 全文总结75-77
• 参考文献77-80
• 致谢80

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 马迅;田荣;;基于协同仿真环境的驱动桥壳有限元分析[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年09期

2 王文竹;程勉宏;刘刚;;汽车驱动桥壳的有限元分析[J];沈阳航空工业学院学报;2008年03期

3 丁yN;张永德;张斌;林森;;基于CATIA和NX Nastran的载重卡车驱动桥壳结构分析[J];煤矿机械;2013年01期

4 胡国强;伍伟;;基于ANSYS的载重货车驱动桥壳的有限元分析[J];轻型汽车技术;2011年04期

5 高伟;宋萌;;汽车驱动桥壳静动态有限元分析[J];农业装备与车辆工程;2011年09期

6 兰孝水;张yN光;;重型桥壳轻量化制造工艺[J];汽车实用技术;2010年06期

7 丁yN;何锋;刘忠;;基于NX NASTRAN的客车驱动桥桥壳有限元分析[J];起重运输机械;2013年01期

8 李剑涛;唐岚;滕艳琼;杨平;;飞机除冰车后桥壳有限元分析[J];西华大学学报(自然科学版);2013年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王晋;轻型货车驱动桥壳力学性能分析与研究[D];沈阳工业大学;2010年

2 卢小辉;基于遗传算法的轿车轮毂轴承单元法兰盘轮毂优化设计[D];华南理工大学;2011年

3 吴春虎;轻型货车驱动桥壳结构分析及轻量化设计[D];山东大学;2011年

4 何云峰;拉索锚具大螺距外螺纹加工专用双旋风铣机床的动态特性研究[D];广西工学院;2011年

5 孙辉;微型车驱动桥壳结构强度分析[D];青岛理工大学;2010年

6 杨志卿;基于有限元方法的汽车驱动桥壳分析[D];南京理工大学;2012年

7 邹书洋;驱动桥总体方案自动生成系统研究[D];南京理工大学;2007年

8 王星;货车驱动桥壳结构强度分析方法研究[D];重庆交通大学;2008年

9 洪小军;载重汽车底盘结构件的计算机辅助分析与设计[D];合肥工业大学;2008年

10 王斌;汽车驱动桥桥壳结构强度与模态的有限元法分析[D];合肥工业大学;2008年

  本文关键词：重型货车驱动桥桥壳结构分析及其轻量化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：253556