【正文】 動時，各階模態(tài)對噪聲所產(chǎn)生的影響并不相同，通過調(diào)整或抑制對噪聲影響較大的 “ 優(yōu)勢模態(tài) ” ，便可達到降低噪聲的目的。之所以會出現(xiàn)這樣情況的應力分布，是因為模型在半軸套管臺階與法蘭盤處相對較厚，從而產(chǎn)生一個過渡狀態(tài)，引起其附近區(qū)域的應力變大。 此處的 應力奇異 也是模 型中鋼板彈簧座尖角所造成，實際情況中應力值會更小。后者是因為載荷和約束作用引起的，其每米變形量 ， 顯然小于 ，因此符合要求。如圖 ，真實最大應力值為 。 因此可以看出，該型橋殼的每米輪距變形量符合國家標準，其彎曲剛度滿足要求。最大應力值出現(xiàn)在半軸套管法蘭盤靠近鋼板彈簧座區(qū)域，其值為 。 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 22 本模 型采用的是 “ Hex Dominant” ， 即六面體網(wǎng)格劃分的方法，不控制網(wǎng)格大小，共生成 14603 個節(jié)點， 5326 個單元。橋殼導入 ANSYS Workbench 以后的 模型如下 圖 ： 圖 驅(qū)動橋殼的導入模型 生成橋殼有限元模型 ANSYS Workbench在材料屬性的定義這方面預置了幾種常用的材料類型 。 建立驅(qū)動橋殼有限元模型 幾何模型的導入 在將 UG 軟件中建模生成的驅(qū)動橋殼 CAD 模型導入到 ANSYS 的過程中，由于兩個軟件之間存在數(shù)據(jù)交換差異，免不了會產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失 ， 以至于幾何特征缺失的情況。汽車緊急制動時左右驅(qū)動車輪除作用有垂直反力外，還作用有地面驅(qū)動車輪的制動力 。計算時，我們通常將橋殼復雜的受力狀況簡化為三類共四種典型工況：車輪承受最大鉛垂力（沖擊載荷工況）；車輪承受最大切向力（ 最大牽引力工況和最大制動力工況）；車輪承受最大側(cè)向力（滿載側(cè)滑臨界工況即側(cè)翻）。 前者是拉伸、壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)等涉及零件整個體積的強度 。 過去我們國家主要是靠對橋殼樣品進行臺架試驗和整車行駛試驗來考核其強度和剛度，有時還采用在橋殼上貼應變片的電測方法，使汽車在選定的典型路面上滿載行駛，以測定橋殼的應力。 在 UG 中建立橋殼的簡化模型，其基本步驟如下 所 述： 首先，根據(jù)所給車型的圖紙，進行主要特征參數(shù)的草圖繪制工作。我們先采用曲線構(gòu)造方法創(chuàng)建上半部分的四分之一曲面，然后通過曲面的過渡 連接 、光順處理、曲面的編輯等步驟完成整體造型。 UG/Assembly Modeling 的主模型在整個裝配過程中可以進行設計和編輯。參數(shù)化設計的最大優(yōu)點就是能夠簡化重復建模的許多步驟。下面舉一個標準件螺栓的例子來說明。 CAE（ Computer Aided Engineering，計算機輔助工程分析）也是以計算機為輔助工具，完成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析、模態(tài)分析、運動仿真等工作，進而對產(chǎn)品的設計進行初步的評定和檢查。鋼板沖壓焊接式橋殼屬于整體式橋殼的一種，具有質(zhì)量小、制造工藝簡單、材料利用效率高、抗沖擊性能好以及成本低等優(yōu)點，并適用于大量生產(chǎn)。汽車結(jié)構(gòu)設計領(lǐng)域也不例外，現(xiàn)代設計方法的引進打破了汽車結(jié)構(gòu)設計長期停滯不前的狀態(tài)，為這一古老的機械行業(yè)增添了無限生機。參數(shù)化技術(shù)的成功應用，大大推進了計算機輔助集成制造系統(tǒng)的進程，也為其本身的發(fā)展注入了強大的生命力，使其成為 CAD發(fā)展進程中第三次技術(shù)革命的核心。開發(fā)這個協(xié)同仿真環(huán)境的平臺便是ANSYS Workbench[12]。 ANSYS 可以實現(xiàn)多物理場耦合分析，研究各物理場湖 北 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 7 間的互相影響； 7） 提供與其它多種程序接口。 5） ANSYS 的數(shù)據(jù)庫 ANSYS 使用統(tǒng)一的集中式數(shù)據(jù)庫來存儲數(shù)據(jù)及求解結(jié)果。 2） ANSYS 的分析功 能 ANSYS 軟件的分析功能包括結(jié)構(gòu)分析、非線性分析、電磁分析、諧波分析、瞬態(tài)分析、響應譜分析、隨機振動分析和屈曲分析。 ANSYS 軟件介紹 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 5 概述 ANSYS 公司由 John Swanson 博士創(chuàng)立于 1970 年，總部位于賓夕法尼亞州的匹茲堡， ANSYS 軟件是該公司的主要產(chǎn)品，它是集結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學既相互耦合分析于一體的大型通用有限元軟件，可廣泛地應用于核工業(yè)、鐵道石油化工、航空航天、機械制造、能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、造船生物醫(yī)藥、輕工、地礦、水利、 日用家電等一般工業(yè)及科學研究。這些算法涉及生物進化、人工智能、數(shù)學和物理學、神經(jīng)系統(tǒng)和統(tǒng)計力學等概念，是以一定的直觀基礎構(gòu)造的算法，稱之為啟發(fā)式算法。劉萬封根據(jù)結(jié)構(gòu)應變模態(tài)的特點及測試方法，建立了微型汽車驅(qū)動橋橋殼的動態(tài)響應模型，可以計算出任意載荷條件下結(jié)構(gòu)的應變響應，確定疲勞危險點，進而可以進行結(jié)構(gòu)疲勞分析的計算機模擬 [10]。鄭燕萍在有限元中將橋殼兩端固定，在彈簧座處施加載荷 [6]，得出結(jié)論：當橋殼承受滿載軸荷時，每米輪距最大變形量不超過 ，強度足夠 ； 龍慧對裝載機的前驅(qū)動橋殼進行了垂直彎曲的有限元強度分析，計算出橋殼應力、變形分布和應力集中，為提高驅(qū)動橋殼的承載能力和新產(chǎn)品的開發(fā)提供了較為可靠的依據(jù) [7]。 有限元法作為一種現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)計算方法，在一定的前提條件下，可以計算出機械產(chǎn)品各處的位移、應力和應變。 同樣，設計驅(qū)動橋 殼時，作為車輛的主要承載構(gòu)件之一，驅(qū)動橋殼形狀和受力都很復雜，因此，要精確計算出驅(qū)動橋殼各狀態(tài)下各處的應力是很困難的 [3， 4]。 1） 有限元法 有限元法由于能夠解決結(jié)構(gòu)形狀和邊界條件都非常任意的力學問題，因而在實際中得到廣泛應用，成為一種可靠的新的數(shù)值計算方法，并取得許多實際效益。 關(guān)鍵詞： 有限元法， UG， ANSYS Workbench， 驅(qū)動橋殼，靜力分析，模態(tài)分析 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 III Abstract As the mainly carrying and passing ponents of the vehicle, the automobile drive axle housing supports the weight of vehicle, and transfer the weight to the wheel. Through the drive axle housing, the driving force, braking force and lateral force act on the wheel transfer to the suspension system, frame and carriage. This article studies based on light truck driver axle of QX1060, discusses in detail from the UG software parametric modeling, establish of ANSYS FEM model, and the boundary conditions imposed, etc. And through drive axle housing of the four main conditions of static analysis and modal analysis, it can access the stress distribution and deformation in the corresponding status of drive axle directly. Thus, under the premise of ensuring the strength of drive axle housing, stiffness and dynamic performance requirements, the analysis can raise feasible measures and remendations in drive axle housing design. Keywords： Finite element method， UG， ANSYS Workbench， Drive axle housing，Static analysis， Modal analysis 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 IV 目錄 摘 要 .......................................................................................................................................... II Abstract ............................................................................................................................... III 1 緒論 ...................................................................................................................................... 1 課題來源及意義 ..................................................................................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................... 1 ANSYS 軟件介紹 ...................................................................................................... 4 概述 .............................................................................................................. 5 ANSYS 的主要模塊及功能 .......................................................................... 5 ANSYS 的主要技術(shù)特點 .............................................................................. 6 ANSYS Workbench 簡介 .............................................................................. 7 CAD/CAE 在汽車設計中的應用 ............................................................................. 8 課題研究內(nèi)容 ......................................................................................................... 8 2 驅(qū)動橋殼的 CAD 建模 ...................................................................................................... 10 驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)特點 ........................................................................................... 10 UG 軟件介紹及參數(shù)化建模思想 ......................................................................... 10 UG 軟件介紹 ............................................................................................... 10 UG 參數(shù)化建模思想和一般模塊介紹 ..................................................... 11 驅(qū)動橋殼的建模及簡化處理 .............................................................................. 14 驅(qū)動橋殼三維的建模 ............................................................................... 14 驅(qū)動橋殼的模型簡化處理 ........................................