作為主減速器、差速器和半軸的裝配基體，驅動橋殼是汽車的主要承載件和傳力件，它的使用壽命直接影響汽車的有效使用壽命，合理地設計驅動橋殼，使其具有足夠的強度、剛度和良好的動態特性，減少橋殼的質量，有利於降低動載荷，提高汽車行駛平順性和舒適性。因此，對驅動橋殼進行應力、變形以及振動等情況進行有限元分析具有重要的意義。
      本文運用有限元CAE分析的方法，在ANSYS Workbench軟件中建立了某貨車驅動橋殼的有限元模型，分析了驅動橋殼在最大垂向力、最大牽引力、最大製動力和最大側向力四種典型工況下靜態受力和變形，並對橋殼進行了模態分析，研究了橋殼的固有頻率和振型為橋殼的設計製造提供參考和指導。
      驅動橋殼在實際使用中的載荷工況比較複雜，行駛中承受的力有垂直力、水平力和側向力，靜力分析中主要的載荷工況如下：
      此工況為汽車滿載並通過不平路而，受衝擊載荷的工況，這時不考慮側向力和切向力。此時的橋殼猶如一個簡支梁，橋殼通過半軸套管軸承支於輪毅上，半軸套管的支撐點位於車輪的中心線上，垂直載荷取2.5倍滿載軸荷，載荷施加在兩個鋼板彈簧座上。
      此工況為汽車滿載以最大牽引力作直線行駛時的工況，不考慮側向力。此時左右驅動輪除作用有垂向反力外，還作用有地而對驅動車輪的最大切向反作用力(即牽引力)。
      此工況為汽車滿載緊急製動時的工況，不考慮側向力。汽車緊急製動時，左右驅動車輪除作用有垂直反力外，還作用有地而對驅動車輪的製動力。
      當汽車滿載、高速急轉彎時，會產生一個作用於質心處的很大的離心力，即側向力。當它達到地而給輪胎的側向反作用力的最大值即側向附著力時，汽車處於側滑的臨界狀態，側向力一旦超過側向附著力，汽車就側滑。我們考慮此臨界狀態，此時驅動橋的全部載荷由側滑方向一側的驅動車輪承擔。
      驅動橋橋殼結構是一個極為複雜的組合結構，在實際結構的基礎上有效地建立簡化而正確的有限元模型，是保證有限元分析準確的首要條件。本文利用Catia軟件建立了驅動橋殼的三維模型，轉換為文件後將模型導入到ANSYS Workbench軟件中，進行網格化分，選用四而體10節點92號單元，單元尺寸大小5mm。
      驅動橋殼本體材料為8mm厚的09SiVL-8汽車大梁鋼板，彈性模量為2.1x105 MPa，泊鬆比為0.3，材料密度為7850kg/m。材料許用應力為610MPa。半軸套管的材料為40Cr，彈性模量為2.1x105 MPa，泊鬆比為0.3，材料密度為7850kg/m。材料許用應力為650MPa。
      在已建立的有限元模型的基礎上，在ANSYS Workbench軟件中對汽車在四種典型工況下的強度進行了有限元分析。
      垂向力平均施加到板簧座上的各個節點；約束橋殼兩端車輪輪距處的節點Y,Z方向的平動和繞X方向的轉動；約束橋殼中央節點Z方向的平動，以消除橋殼的剛體位移。
      橋殼最大變形量發生在左右輪毅處，其值為1.7613mm，這主要是因為半軸套管的材料硬度偏軟造成的。每米輪距變形量為：1.7613/2.3059=0.764mm/m，《汽車驅動橋台架試驗評價指標》規定滿載軸荷時每米輪距最大變形不超過1.5mm/m，可見該型橋殼的每米輪距變形量符合國家標準，故其垂直彎曲剛度滿足要求。

                                                                                專業從事機械產品設計│有限元分析│CAE分析│結構優化│技術服務與解決k8 kaifa
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