汽车分段式冲压驱动桥壳的设计及加工工艺研究

发布时间：2017-09-14 20:41

  本文关键词：汽车分段式冲压驱动桥壳的设计及加工工艺研究

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【摘要】：驱动桥总成是底盘的重要组成部件之一,它不仅要承载整车的簧上重量,还要承受行驶过程中的各种冲击载荷和制动时产生的扭矩,同时还要承受转向时或横风等产生的侧向力。桥壳总成则是驱动桥的重要组成部件,在汽车的运动过程中,桥壳总成要承受很大的冲击载荷和扭矩,这就要求桥壳总成有足够的强度、刚度、疲劳性能、及耐腐蚀等性能,同时还要满足整车空间布置和轻量化要求。在国内商用车和越野车制造领域,驱动桥的桥壳总成的生产工艺正由冲压焊接桥壳逐步代替铸造桥壳,特别是轻型商用车和越野车基本都是用的冲压焊接桥壳。这就对要求要有很好的焊接工艺及焊接设备来保证冲压焊接桥壳的焊接质量。传统的驱动桥壳总成的设计一般采用类比方法,通过对成熟产品进行改进,然后进行台架试验验证后。再搭载到整车上,进行道路试验验证其可靠性能。传统的设计方法虽然提高了驱动桥壳总成开发的成功率,却延长了开发周期、增加了开发成本。本文研究的驱动桥壳总成是冲压焊接结构,这种结构的桥壳目前被广泛用在轻卡、皮卡车型上。其主体部分的上、下壳体由钢板冲压而成,上、下壳体再拼焊在一起,形成桥包总成,桥包总成再与左、右半轴套管焊接成整体。本文采用CATIA软件建立三维数据模型,先采用传统的计算方法对桥壳的强度、刚度进行计算。再利用ANSYS有限元分析软件对冲焊桥壳进行静强度分析、模态分析和强度的分析,找出桥壳总成的应力集中点,同时对冲压工艺、焊接工艺进行分析,找出存在的工艺缺陷,并提出改进工艺方案,进一步模拟分析并通过试验确定降低应力集中区域的焊接工艺方案。本文研究给出的汽车分段式冲压驱动桥壳的设计方法及成形与焊接工艺,可显著缩短产品开发或改进的周期,同时,因避免了不必要的反复试验验证和调整的浪费而显著降低了成本。
【关键词】：驱动桥桥壳 三维建模 有限元分析 加工工艺
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.218.5
【目录】：

• 摘要9-10
• Abstract10-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究目的和意义11
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势11-14
• 1.3 本课题来源及主要工作14-19
• 1.3.1 课题来源14-18
• 1.3.2 主要工作18-19
• 第2章 分段式冲压驱动桥壳结构设计19-36
• 2.1 驱动桥壳的设计要求19
• 2.2 桥壳结构及特点19-22
• 2.3 冲焊桥壳的结构22-23
• 2.4 桥壳材料选择23-24
• 2.5 桥壳三维数模的建立24-26
• 2.6 桥壳强度计算26-35
• 2.6.1 桥壳的静弯曲应力计算27-29
• 2.6.2 在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算29-30
• 2.6.3 汽车以最大牵引力行驶时桥壳的强度计算30-33
• 2.6.4 汽车紧急制动时桥壳的强度计算33-35
• 2.7 小结35-36
• 第3章 分段式冲压驱动桥壳结构分析36-44
• 3.1 有限元分析模型36-37
• 3.2 数值模拟及其结果分析37-41
• 3.3 失效桥壳分析41-42
• 3.3.1 问题描述41-42
• 3.3.2 焊缝分析42
• 3.4 小结42-44
• 第4章 冲焊桥壳的成形及焊接工艺分析44-65
• 4.1 冲焊桥壳的冲压成形工艺44-45
• 4.2 冲焊桥壳的焊接工艺45-60
• 4.3 冲焊桥壳的工艺改进60-63
• 4.4 冲焊桥壳的台架试验63-64
• 4.5 冲焊桥壳的道路试验64
• 4.6 小结64-65
• 第5章 结论与展望65-67
• 5.1 结论65
• 5.2 展望65-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 附件71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：852241