【正文】 2．汽車滿載并以最大牽引力行駛或緊急制動時(shí)，車輪承受最大切向力工況：3．汽車滿載側(cè)滑時(shí)，車輪承受最大側(cè)向力工況[3,20]；只要在這三種典型工況下，橋殼的強(qiáng)度得到保證，就認(rèn)為該橋殼在汽車的各種行駛條件下是可靠的， 受力簡圖： 橋殼受力簡圖圖中 Fx2i，F(xiàn)x2o——左右側(cè)車輪在水平面內(nèi)的牽引力或制動力；Fy2i，F(xiàn)y2o——內(nèi)外側(cè)車輪所受的側(cè)向力；Fz2i，F(xiàn)z2o——左右側(cè)車輪的地面垂直反力；hg，rr——分別為滿載質(zhì)心高度和車輪滾動半徑； 橋殼承受最大垂向力工況 此處省略汽車在此工況下受垂向動載荷。此時(shí)左右驅(qū)動輪除作用有垂向反力外, 還作用有地面對驅(qū)動車輪的最大切向反作用力(及牽引力) , 最大牽引力大小為:Pmax= Tmax ig1ig0ηt/rr (34)式中：Tmax——發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，NM， 1400r/min。 ig0為 驅(qū)動橋的主減速比, 。m’ —汽車制動時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù),對載貨汽車后驅(qū)動橋一般取0. 75～,取 0. 8。外輪上的側(cè)向力Fy2o和內(nèi)輪上的側(cè)向力Fy2i分別為：Fy2i= Fx2oφ1 (38)Fy2o= Fx2iφ1 (39) 將具體數(shù)據(jù)代入上面四個(gè)式中求得內(nèi)側(cè)車輪上的垂直反力Fx2i=0，表明內(nèi)側(cè)車輪一翹起，所有的力都由外側(cè)車輪承受，則外側(cè)車輪的最大側(cè)向力Fx2o=Gφ1。不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計(jì)功能；而且，在設(shè)計(jì)過程中可進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析、動力學(xué)分析和仿真模擬，提高設(shè)計(jì)的可靠性；同時(shí)，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品的加工，其后處理程序支持多種類型數(shù)(3) 用基于特征（如孔、型膠、槽溝、倒角等）的建模和編輯方法作為實(shí)體造型基礎(chǔ)，形象直觀，類似于工程師傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)辦法，并能用參數(shù)驅(qū)動。并能直接對實(shí)體做旋轉(zhuǎn)剖、階梯剖和軸測圖挖切生成各種剖視圖，增強(qiáng)了繪制工程圖的實(shí)用性。首先在UG中建立起驅(qū)動橋殼的三維模型,在建立橋殼的有限元模型時(shí),先對驅(qū)動橋殼實(shí)體作必要簡化,對主要承載件,均保留其原結(jié)構(gòu)形狀,以反映其力學(xué)特性,對非承載件進(jìn)行一定程度的簡化,在本次的三維建模中將橋橋殼兩端的螺栓孔省去。 形成橋殼兩端(4) 挖孔，大孔直徑為370mm，小孔直徑為70mm。顯然，如果每個(gè)單元所代表的力學(xué)特性與實(shí)際結(jié)構(gòu)受力后這一小塊的力學(xué)特性越近似，計(jì)算出來的精確性就越高。所謂離散化，就是假想把被分析的彈性連續(xù)體分割成由有限個(gè)單元組成的幾何體，連續(xù)體的離散化又稱為網(wǎng)格劃分。 有限元模型網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分是建立有限元模型的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它要求考慮的問題較多，需要的工作量較大，所劃分的網(wǎng)格形式對計(jì)算精度和計(jì)算規(guī)模產(chǎn)生直接影響。當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量增加到一定程度后，再繼續(xù)增加網(wǎng)格時(shí)，精度提高甚微，而網(wǎng)格劃分的時(shí)間以及有限元分析計(jì)算時(shí)間卻有大幅度增加。在決定網(wǎng)格數(shù)量時(shí)應(yīng)考慮分析數(shù)據(jù)的類型。在計(jì)算結(jié)構(gòu)固有動力特性時(shí)，若僅僅是計(jì)算少數(shù)低階模態(tài)，可以選擇較少的網(wǎng)格。在計(jì)算數(shù)據(jù)變化梯度較大的部位(如應(yīng)力集中處)，為了較好地反映數(shù)據(jù)變化規(guī)律，需要采用比較密集的網(wǎng)格。再次要部位增加網(wǎng)格是不必要的，也是不經(jīng)濟(jì)的。(3)單元階次：許多單元都具有線性二次和三次等形式，其中二次或三次形式的單元稱為高階單元。質(zhì)量好壞將影響計(jì)算精度。當(dāng)模型中存在質(zhì)量很差的網(wǎng)格(稱為畸形網(wǎng)格)時(shí)，計(jì)算過程將無法進(jìn)行。(6)位移協(xié)調(diào)性：位移協(xié)調(diào)是指單元上的力和力矩能夠通過節(jié)點(diǎn)傳遞相鄰單元。由于有限元計(jì)算是將實(shí)物模型離散化為一個(gè)個(gè)單元，單元之間通過節(jié)點(diǎn)連接，最終是通過施加在節(jié)點(diǎn)上的約束和載荷而完成的，因此我們在劃分網(wǎng)格前應(yīng)充分考慮到以后添加約束和載荷位置的具體情況。靜力分析計(jì)算在固定不變的載荷作用下結(jié)構(gòu)的效應(yīng)，它不考慮慣性和阻尼的影響[15]。而在實(shí)際工程中，構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)往往不是單向的，且失效現(xiàn)象比較復(fù)雜，經(jīng)過歸納，強(qiáng)度不足引起的失效現(xiàn)象主要還是屈服和斷裂兩種類型。Von Mises屈服條件可以解釋為：當(dāng)材料八面體上的剪應(yīng)力達(dá)到某一極限值時(shí)，材料開始屈服。彈簧支座所受的面載荷大小為：= (41)其中Z左右彈簧座上的壓力67571N，a1，a2為彈簧座的長和寬， MPa。強(qiáng)度是指零件抵抗這類失效的能力。(3) 結(jié)構(gòu)分析結(jié)果查看三維實(shí)體需要查看三個(gè)方向的位移和總位移。 Z方向位移云圖查看等效位移， mm。最大變形發(fā)生在橋殼中部，： 橋殼最大變形處查看驅(qū)動橋橋殼的應(yīng)力分布圖，分別查看第一方向、第二方向、第三方向主應(yīng)力分布圖。 第三主應(yīng)力云圖查看等效應(yīng)力分布。同時(shí)，約束左右兩側(cè)的彈簧座三方向的平動。 Z軸方向位移云圖， mm。 第三主應(yīng)力分布云圖查看等效應(yīng)力分布，最大等效應(yīng)力為550MPa。 Y軸方向位移云圖查看Z軸方向位移。 第二主應(yīng)力云圖查看第三主應(yīng)力云圖。Fz2i=Fz2o=，F(xiàn)x2i=Fx2o=0N，F(xiàn)y2o=67571N，并將這些力都移至橋殼上，這樣就產(chǎn)生一個(gè)彎矩Mh，這樣將所有的力作用到橋殼上。 Y軸方向位移云圖查看Z軸方向位移。 第二主應(yīng)力云圖查看第三主應(yīng)力云圖，最大應(yīng)力為165MPa。 MPa,，符合強(qiáng)度要求。表52 優(yōu)化前后應(yīng)力變化比較第一主應(yīng)（MPa）第二主應(yīng)(MPa)第三主應(yīng)(MPa)等效應(yīng)力（MPa）改進(jìn)前359290823550改進(jìn)后107171117減少（%）由表52可知，優(yōu)化后的驅(qū)動橋橋殼的第一主應(yīng)力、第二主應(yīng)力、第三主應(yīng)力及等效應(yīng)力值均有較大降低。第六章 驅(qū)動橋橋殼的模態(tài)分析驅(qū)動橋橋殼作為車身結(jié)構(gòu)的承載件和傳力件，其振動特性的優(yōu)劣對車身結(jié)構(gòu)乃至整車性能都有重要的影響。因此，研究橋殼振動是驅(qū)動橋橋殼設(shè)計(jì)的重要研究項(xiàng)目之一，也是研究汽車傳動系振動、噪聲控制和故障診斷的基礎(chǔ)。 模態(tài)分析的作用模態(tài)分析，就是采用試驗(yàn)分析或理論分析的方法來識別系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)[10]。模態(tài)分析是進(jìn)行各項(xiàng)動力分析的前提和基礎(chǔ)，它為振動系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計(jì)和故障診斷提供了數(shù)值依據(jù)。 ANSYS模態(tài)分析的方法典型的無阻尼模態(tài)分析求解的基本方程是經(jīng)典的特征值問題: 式中 為剛度矩陣； 為第1階模態(tài)的振型向量即特征向量；為第i階模態(tài)的固有頻率；則為質(zhì)量矩陣。(4) 非對稱法：它主要用于系統(tǒng)矩陣為非對稱矩陣的求解問題，例如流體結(jié)構(gòu)相同作用的情況。第七階模態(tài)主要是沿Z的正方向垂直彎曲振動，和臺架垂直彎曲試驗(yàn)的彎曲方向一致，同時(shí)也比較接近汽車在正常使用中的受載工況。第九階模態(tài)振型表現(xiàn)為橋殼繞Y軸的扭動，和臺架試驗(yàn)的振動方向一致。其模態(tài)振型表現(xiàn)為橋殼沿Z軸向方向前后扭動，和彎曲試驗(yàn)的振動方向一致。由于汽車在正常行駛中振動系統(tǒng)主要承受050Hz的頻率振動，該系列橋殼在第一階模態(tài)中，已經(jīng)遠(yuǎn)大于50Hz，說明該系列橋殼理論不會和路面激振有發(fā)生共振。通過對固有頻率的分析發(fā)現(xiàn)對于橋殼理論上不會在汽車正常行駛過程中和路面激振發(fā)生共振，橋殼設(shè)計(jì)的比較合理。根據(jù)計(jì)算結(jié)果對橋殼進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，為橋殼設(shè)計(jì)提供一些的建議和改進(jìn)措施。3．建議改進(jìn)方案：由分析結(jié)果可知，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，但橋殼結(jié)構(gòu)上的半軸套管處內(nèi)軸承位置應(yīng)力較大。加強(qiáng)圈處相對變形稍大，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)通過適當(dāng)加厚加寬來減少變形。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識，特別是對ANSYS軟件的運(yùn)用，也學(xué)到了做人的道理。特別是謝峰，丁盛同學(xué)在本課題上給予了本人很寶貴的意見，在此致以深深地謝意。分類號：10,1243/09544070JAUTO991摘要：由于主動底盤控制器也日趨復(fù)雜和精密，這些控制器的性能對汽車的慣性參數(shù)是非常敏感的，如車輛質(zhì)量，質(zhì)心高度。另一個(gè)是基于通過估算橫向速度下汽車的橫向運(yùn)動的方法。特別是在運(yùn)動型多用途汽車（SUVs），它們的參數(shù)會隨著車頂?shù)呢?fù)荷而顯著改變并會影響到汽車的過渡傾向。[6] 車輛行駛的道路的坡度從全球定位系統(tǒng)（GPS）的數(shù)據(jù)計(jì)算出來的，再以縱向動力學(xué)為基礎(chǔ)來估計(jì)車輛的質(zhì)量和氣動阻力系數(shù)。 介紹了一種自適式觀測器并利用四分之一的汽車縱向動力學(xué)來估計(jì)車輛的簧載質(zhì)量 [10]。該擴(kuò)展卡爾曼濾波與組合使用車輛模型可能會導(dǎo)致計(jì)算負(fù)擔(dān)，并使其難以實(shí)時(shí)計(jì)算。第二種算法是基于橫向運(yùn)動橫向質(zhì)量計(jì)算車輛使用橫向速度的估計(jì)。汽車模型縱向動力學(xué)橫向動力學(xué) 技術(shù)方法帶擾動觀測RLS卡爾曼濾波的RLS。 Fx= (2)空氣動力反作用力Faero根據(jù)以下公式可以用Cdf的整個(gè)參數(shù)來表達(dá)Faero= (3) 旋轉(zhuǎn)反力Frolling和地面級別的影響力Fgrade可以由以下公式求得F=rollingmg cosroad (4)Fgrade=mg sinroad (5)將等式(3)至(5)代入式(1)后，并考慮到由于俯仰運(yùn)動導(dǎo)致的加速度計(jì)信號偏移，使的縱向運(yùn)動可以回歸形式以體現(xiàn)。該泵扭矩可使用性能系數(shù)和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來近似。在低滑范圍內(nèi)的縱向速度Vx可近似為自由滾動的車輪的速度?？蓽y的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可從控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)的消息得到。 (6)和y=Fx (7) T= [ax－g sinroad g ] (8) = (9)參數(shù)向量包括車輛質(zhì)量，也可使用測量向量并輸出y來估計(jì)。統(tǒng)一的車輛質(zhì)量評估 圖1 車輛質(zhì)量在線估計(jì)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)基于汽車縱向運(yùn)動的車輛質(zhì)量評估算法是在車輛不具有轉(zhuǎn)向加速的條件下產(chǎn)生的。本節(jié)介紹了車輛質(zhì)量評價(jià)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了車輛的縱向和橫向運(yùn)動兩種估計(jì)算法，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合提取的最佳車輛在各種駕駛狀況質(zhì)量信息。擬議的車輛質(zhì)量評價(jià)體系包括兩個(gè)分別基于車輛的縱向和橫向運(yùn)動的估計(jì)算法。盡管上面的方法可以估算出車輛的質(zhì)量，但他們需要一個(gè)具體的進(jìn)行方案或一個(gè)復(fù)雜的車型，這樣會往往導(dǎo)致在執(zhí)行時(shí)自我的限制。[7]使用順序遞推最小二乘法多遺留的因素來估計(jì)車輛的質(zhì)量和時(shí)間變化的公路等級。在汽車的慣性參數(shù)，如車輛的質(zhì)量，質(zhì)心高度估計(jì)方法已在相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[411]。被推薦中的評估系統(tǒng)的性能是通過實(shí)驗(yàn)測試證明的。在本文中，為了確定任意機(jī)動車在運(yùn)行過程中的輛車輛質(zhì)量，網(wǎng)上評價(jià)體系，提出值得考慮的駕駛條件，其中包括兩個(gè)估計(jì)算法。最后，向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意，并衷心地感謝在百忙之中評閱我的設(shè)計(jì)和參加答辯的各位老師! 趙 張 鋒 2011 年6 月 參 考 文 獻(xiàn)[1] 陳家瑞．汽車構(gòu)造 [M] (第三版）（下冊）．北京：機(jī)械工業(yè)出 版社，2009．[2] 梁玲，張浩．UGNX6 基礎(chǔ)教程[M] ．北京：清華大學(xué)出版社，2009.[3] 王望予．汽車設(shè)計(jì)[M]（第四版）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.[4] 余志生．汽車?yán)碚揫M] （第五版）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.[5]康淵，陳信潔．Ansys入門[M] （第三版）．北京：中國電力出 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Analysis on the Truck Dr ive Axle Housing with the Finite Element Simulation[J]. AGRICULTURAL EQUIPMENT amp。在多年的學(xué)習(xí)生活中，還得到了許多學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、系領(lǐng)導(dǎo)和汽車教