【正文】 動(dòng)時(shí)，各階模態(tài)對(duì)噪聲所產(chǎn)生的影響并不相同，通過(guò)調(diào)整或抑制對(duì)噪聲影響較大的 “ 優(yōu)勢(shì)模態(tài) ” ，便可達(dá)到降低噪聲的目的。之所以會(huì)出現(xiàn)這樣情況的應(yīng)力分布，是因?yàn)槟Ｐ驮诎胼S套管臺(tái)階與法蘭盤(pán)處相對(duì)較厚，從而產(chǎn)生一個(gè)過(guò)渡狀態(tài)，引起其附近區(qū)域的應(yīng)力變大。 此處的 應(yīng)力奇異 也是模 型中鋼板彈簧座尖角所造成，實(shí)際情況中應(yīng)力值會(huì)更小。后者是因?yàn)檩d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(shí)最大應(yīng)力值為 。 因此可以看出，該型橋殼的每米輪距變形量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其彎曲剛度滿足要求。最大應(yīng)力值出現(xiàn)在半軸套管法蘭盤(pán)靠近鋼板彈簧座區(qū)域，其值為 。 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 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(gè)節(jié)點(diǎn)， 5326 個(gè)單元。橋殼導(dǎo)入 ANSYS Workbench 以后的 模型如下 圖 ： 圖 驅(qū)動(dòng)橋殼的導(dǎo)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(yù)置了幾種常用的材料類(lèi)型 。 建立驅(qū)動(dòng)橋殼有限元模型 幾何模型的導(dǎo)入 在將 UG 軟件中建模生成的驅(qū)動(dòng)橋殼 CAD 模型導(dǎo)入到 ANSYS 的過(guò)程中，由于兩個(gè)軟件之間存在數(shù)據(jù)交換差異，免不了會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失 ， 以至于幾何特征缺失的情況。汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪除作用有垂直反力外，還作用有地面驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的制動(dòng)力 。計(jì)算時(shí)，我們通常將橋殼復(fù)雜的受力狀況簡(jiǎn)化為三類(lèi)共四種典型工況：車(chē)輪承受最大鉛垂力（沖擊載荷工況）；車(chē)輪承受最大切向力（ 最大牽引力工況和最大制動(dòng)力工況）；車(chē)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(gè)體積的強(qiáng)度 。 過(guò)去我們國(guó)家主要是靠對(duì)橋殼樣品進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)和整車(chē)行駛試驗(yàn)來(lái)考核其強(qiáng)度和剛度，有時(shí)還采用在橋殼上貼應(yīng)變片的電測(cè)方法，使汽車(chē)在選定的典型路面上滿載行駛，以測(cè)定橋殼的應(yīng)力。 在 UG 中建立橋殼的簡(jiǎn)化模型，其基本步驟如下 所 述： 首先，根據(jù)所給車(chē)型的圖紙，進(jìn)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(guò)曲面的過(guò)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(gè)裝配過(guò)程中可以進(jìn)行設(shè)計(jì)和編輯。參數(shù)化設(shè)計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)就是能夠簡(jiǎn)化重復(fù)建模的許多步驟。下面舉一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件螺栓的例子來(lái)說(shuō)明。 CAE（ Computer Aided Engineering，計(jì)算機(jī)輔助工程分析）也是以計(jì)算機(jī)為輔助工具，完成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析、模態(tài)分析、運(yùn)動(dòng)仿真等工作，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)行初步的評(píng)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(jiǎn)單、材料利用效率高、抗沖擊性能好以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，并適用于大量生產(chǎn)。汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域也不例外，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的引進(jìn)打破了汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)長(zhǎng)期停滯不前的狀態(tài)，為這一古老的機(jī)械行業(yè)增添了無(wú)限生機(jī)。參數(shù)化技術(shù)的成功應(yīng)用，大大推進(jìn)了計(jì)算機(jī)輔助集成制造系統(tǒng)的進(jìn)程，也為其本身的發(fā)展注入了強(qiáng)大的生命力，使其成為 CAD發(fā)展進(jìn)程中第三次技術(shù)革命的核心。開(kāi)發(fā)這個(gè)協(xié)同仿真環(huán)境的平臺(tái)便是ANSYS Workbench[12]。 ANSYS 可以實(shí)現(xiàn)多物理場(chǎng)耦合分析，研究各物理場(chǎng)湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 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(kù) ANSYS 使用統(tǒng)一的集中式數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)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(yīng)譜分析、隨機(jī)振動(dòng)分析和屈曲分析。 ANSYS 軟件介紹 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 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(xué)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(yīng)用于核工業(yè)、鐵道石油化工、航空航天、機(jī)械制造、能源、汽車(chē)交通、國(guó)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(xué)研究。這些算法涉及生物進(jìn)化、人工智能、數(shù)學(xué)和物理學(xué)、神經(jīng)系統(tǒng)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)等概念，是以一定的直觀基礎(chǔ)構(gòu)造的算法，稱(chēng)之為啟發(fā)式算法。劉萬(wàn)封根據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)變模態(tài)的特點(diǎn)及測(cè)試方法，建立了微型汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋橋殼的動(dòng)態(tài)響應(yīng)模型，可以計(jì)算出任意載荷條件下結(jié)構(gòu)的應(yīng)變響應(yīng)，確定疲勞危險(xiǎn)點(diǎn)，進(jìn)而可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)疲勞分析的計(jì)算機(jī)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(dāng)橋殼承受滿載軸荷時(shí)，每米輪距最大變形量不超過(guò) ，強(qiáng)度足夠 ； 龍慧對(duì)裝載機(jī)的前驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行了垂直彎曲的有限元強(qiáng)度分析，計(jì)算出橋殼應(yīng)力、變形分布和應(yīng)力集中，為提高驅(qū)動(dòng)橋殼的承載能力和新產(chǎn)品的開(kāi)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(jì)算方法，在一定的前提條件下，可以計(jì)算出機(jī)械產(chǎn)品各處的位移、應(yīng)力和應(yīng)變。 同樣，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋 殼時(shí)，作為車(chē)輛的主要承載構(gòu)件之一，驅(qū)動(dòng)橋殼形狀和受力都很復(fù)雜，因此，要精確計(jì)算出驅(qū)動(dòng)橋殼各狀態(tài)下各處的應(yīng)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(xué)問(wèn)題，因而在實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用，成為一種可靠的新的數(shù)值計(jì)算方法，并取得許多實(shí)際效益。 關(guān)鍵詞： 有限元法， UG， ANSYS Workbench， 驅(qū)動(dòng)橋殼，靜力分析，模態(tài)分析 湖 北 汽 車(chē) 工 業(yè) 學(xué) 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(chē) 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 IV 目錄 摘 要 .......................................................................................................................................... II Abstract ............................................................................................................................... III 1 緒論 ...................................................................................................................................... 1 課題來(lái)源及意義 ..................................................................................................... 1 國(guó)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(diǎn) .............................................................................. 6 ANSYS Workbench 簡(jiǎn)介 .............................................................................. 7 CAD/CAE 在汽車(chē)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 ............................................................................. 8 課題研究?jī)?nèi)容 ......................................................................................................... 8 2 驅(qū)動(dòng)橋殼的 CAD 建模 ...................................................................................................... 10 驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ........................................................................................... 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(dòng)橋殼的建模及簡(jiǎn)化處理 .............................................................................. 14 驅(qū)動(dòng)橋殼三維的建模 ............................................................................... 14 驅(qū)動(dòng)橋殼的模型簡(jiǎn)化處理 ........................................